O principal avanço da tecnologia de células eletrolíticas em 2025 é a atualização da alta capacidade e da resistência ao calor. As células eletrolíticas híbridas de alumínio com polímero condutor da série GYG, recentemente lançadas pela Nichicon, possuem tensões nominais que variam de 25 V a 35 V, capacidades que variam de 82 μF a 680 μF e desempenho de corrente de ondulação 1,8 vezes superior ao de suas antecessoras, tendo passado no teste de resistência a altas temperaturas de 125 °C/4.000 horas. A célula eletrolítica de alumínio passou no teste de resistência a altas temperaturas de 125 °C/4.000 horas, sendo adequada para cenários transitórios e de alta carga do fornecimento de energia automotiva. No mercado norte-americano, a indústria de células eletrolíticas de alumínio, que movimentaria US$ 1,5 bilhão em 2024, deverá aumentar para US$ 2,1 bilhões em 2032. O crescimento da demanda é impulsionado principalmente pela modernização do sistema de 48 V de veículos elétricos – por exemplo, a usina de e-fuel Roadrunner, no Texas, que utiliza um módulo de célula eletrolítica de alta tensão, melhorando a eficiência da conversão de energia elétrica em 20% ou mais. Na prática, é necessário focar no monitoramento da estabilidade da corrente de ondulação: se o valor nominal for excedido em 10%, a película oxidada da folha do eletrodo acelera a deterioração, levando a um aumento da ESR (resistência equivalente em série) e acionando o ruído do circuito.
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As células eletrolíticas em plantas de galvanoplastia precisam lidar com a corrosão causada por soluções de metais pesados e choques de alta corrente. Tomemos como exemplo a planta de St. Louis da Israel Chemical Corporation (ICL): sua linha de produção de material catódico de fosfato de ferro-lítio utiliza uma célula eletrolítica de alumínio resistente à corrosão com tensão nominal de 80 V e capacidade de 470 μF, utilizada para filtragem da fonte de alimentação CC. Os principais pontos de manutenção incluem:
1. controle de sólidos suspensos do eletrólito - teste mensal de impurezas no líquido ≤ 15 ppm, para evitar curto-circuito no eletrodo (impurezas medidas excedendo a vida útil padrão da célula eletrolítica reduzida em 40%);
2. Uniformidade de deposição catódica - desvios de espessura superiores a 0,5 mm precisam ser lavados com ácido, caso contrário, a eficiência da corrente será reduzida em 12%. A doação de US$ 197 milhões do Departamento de Energia dos EUA para a planta da ICL validou a confiabilidade das células eletrolíticas de nível industrial na produção em larga escala.
podem ser divididas em três categorias de acordo com a rota tecnológica:
Híbrido de polímero condutor (por exemplo, série Nichicon GYG/GWC): combinando polímero condutor (baixo ESR) e eletrólito (autorreparador), suportando operação em alta temperatura de 135 °C, com uma corrente de ondulação de até 1,8 vezes a dos produtos convencionais, usado na fonte de alimentação de bordo de 48 V da Tesla;
Tipo de polímero sólido (por exemplo, série PCA): usando apenas eletrólito de polímero condutor, ESR tão baixo quanto 5 mΩ, adequado para circuitos de alta tensão de 48 V do servidor, reduzindo o consumo de energia em 15% em comparação aos sistemas convencionais de 12 V;
Células Eletrolíticas de Alumínio (Série UCN): Capacidade aumentada para 820 μF (especificação de 35 V), vida útil a 125 °C estendida para 3.000 horas, atendendo às necessidades do projeto de corrente escura automotiva. O mercado global de células eletrolíticas de alumínio é dominado pelo tipo terminal de parafuso (avaliado em US$ 1,79 bilhão até 2024) devido à sua alta demanda por estabilidade em equipamentos industriais.
No cerne da reciclagem de células eletrolíticas está a regeneração de metais preciosos e a redução de carbono. Dados de programas de reciclagem norte-americanos mostram que 120 gramas de irídio e 80 gramas de rutênio podem ser extraídos de cada tonelada de eletrodos de células eletrolíticas usados, com uma taxa de recuperação de 92%, a um custo 34% menor do que o obtido em minas. O processo de regeneração da Skeleton Technologies da Alemanha é dividido em três etapas: fusão em alta temperatura para levantar o substrato do polímero, água régia para dissolver o catalisador e refino eletroquímico, para que a pureza do irídio seja de 99,95%, em linha com os padrões do novo revestimento do eletrodo . O Departamento de Energia dos EUA calcula que o módulo de reciclagem de células eletrolíticas pode reduzir os custos operacionais da planta em 18% ao longo de 10 anos. 2025 A Nichicon e outras empresas incorporarão o design de reciclagem em seus padrões de produção, e a reciclagem de irídio deverá aumentar para 40% em 2028, aliviando as restrições de recursos.