Original title:
Technologie recyklace plastových komponent autobaterií
Translated title:
Recycling technology for plastics components of car batteries
Authors:
Bartoš, Otakar ; Tocháček, Jiří (referee) ; Melčová, Veronika (advisor) Document type: Bachelor's theses
Year:
2024
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Tato práce pojednává o recyklaci plastů z lithiových baterií, přesněji polyvinylidenfluoridu a polyethylenu. Byly analyzovány dva vzorky různého charakteru. U prvního vzorku se očekávála přítomnost polyvinylidenfluoridu. Vzorek byl analyzován pomocí metod TGA, DSC a FTIR. Bylo zjištěno, že obsahuje maximálně z 3,53 % PVDF, který byl znečištěn rozpouštědlem NMP, které bylo použito k izolaci a nepovedlo se jej odpařit. Zbytek vzorku se skládal převážně z HDPE a obsahoval i jiné nespecifikované nečistoty v menším množství. Druhý vzorek ve formě směsi fólií byl ručně přetříděn a charakterizován pomocí FTIR a bylo zjištěno, že obsahuje z 80 % HDPE fólie a 18 % PP. Následně byly vytvořeny netříděné a tříděné várky obsahující pouze PE, které byly upraveny mixováním, louhováním, oběma způsoby, nebo žádným ke stanovení vlivu úprav na výsledné mechanické vlastnosti. Po provedení úprav byly várky zpracovány hnětením a otestovány tahovými zkouškami. Z výsledků vyplývá, že louhované várky mají vyšší modul pružnosti v tahu než jiné várky, okolo 1,7 GPa, který se blíží referenčnímu materiálu HDPE Liten MB 71, zatímco mixované mají vyšší čistotu, jak bylo zjištěno pomocí SEM/EDS analýzy. Upravené vzorky také dosahují velmi vysokých tažností. Nejvyšší dosažená tažnost byla nad 500 %. Dále byly vytvořeny směsi referenčního HDPE Liten MB 71 a 10, 20 a 30 hm. % PE fólií, které byly přetříděny, louhovány a mixovány. Směsi byly zpracovány opět hnětením a podrobeny tahovým zkouškám. Celkově se vlastnostem referenčního materiálu nejvíce přibližuje 20% směs, s modulem pružností 1,74 GPa a pevností 29,1 MPa, a tvoří vhodný kompromis mezi množstvím přidaného recyklátu a zhoršením mechanických vlastností.
This paper deals with the recycling of plastics from lithium batteries, more specifically polyvinylidenefluoride and polyethylene. Two samples of different nature were analysed. For the first sample, the presence of polyvinylidene fluoride was expected and the sample was analysed by TGA, DSC and FTIR. It was found to contain a maximum of 3.53 % PVDF contaminated by the solvent NMP, which was used for isolation and failed to evaporate. The remainder of the sample consisted mainly of HDPE and contained other unspecified contaminants in smaller quantities. The second sample in the form of a mixture of films was manually sorted and characterised by FTIR and was found to contain 80% HDPE film and 18 % PP. Subsequently, unsorted, and sorted batches consisting of PE were created and treated by mixing, leaching, both, or none to determine the effect of the treatments on the resulting mechanical properties. After the treatments, the batches were processed by kneading and tested by tensile tests. The results show that the leached batches have a higher tensile modulus, around 1.7 GPa, than the other batches, which is close to the reference material HDPE Liten MB 71, while the mixed batches have a higher purity as determined by SEM/EDS analysis. The treated samples also achieve very high elongation at break. The highest elongation achieved was above 500 %. In addition, blends of the reference material HDPE Liten MB 71 and 10, 20 and 30 wt.% of re-sorted, leached, and mixed PE films were made. The blends were again processed by kneading and subjected to tensile tests. Overall, the properties of the 20 % blend with a modulus of elasticity of 1.74 GPa and stress at yield point of 29.1 MPa, were closest to the reference material and represent a suitable compromise between the amount of added recyclate and the deterioration of mechanical properties.
Keywords:
kneading; lithium-ion battery; Mechanical recycling; polyethylene; polymer blend; polyvinylidenefluoride; hnětení; lithiová baterie; Mechanická recyklace; polyethylen; polymerní směs; polyvinylidenfluorid
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: https://hdl.handle.net/11012/248643
guest ::
