Neues Verfahren

Der Einsatz von neuen Lithium-Ionen-Batterien nimmt stetig zu, aber das Aufkommen an Altbatterien ist noch überschaubar. Für den Betrieb einer Großanlage zum Recycling reichen die Mengen oft nicht aus – für den Betrieb einer Hybridanlage aber schon. Vor kurzem ist eine solche Anlage in Betrieb gegangen.

Lithium-Ionen-Batterien in drei Schritten recyceln


Ob Smartphone, Fernbedienung, Laptop oder Kamera – die Liste der Geräte, die mit Lithium-Ionen-Batterien betrieben werden, ist lang. Und sie wird immer länger, denn die Anwendungsbereiche werden immer vielfältiger. Dennoch ist die Menge an Altbatterien vielfach noch überschaubar.

Die Firmen Saubermacher und Redux beispielsweise erwarten für die kommenden Jahre zwischen 2.000 und 3.000 Tonnen Lithium-Ionen-Batterien pro Jahr. Mit einer solchen Menge lässt sich eine Großanlage zum Recycling nicht betreiben, eine Hybrid-Anlage aber schon.

Die Idee für eine Hybrid-Anlage zur Verwertung von Altbatterien ist schon vor einigen Jahren entstanden. Nun hat Redux die Idee umgesetzt. Anfang des Jahres hat das Unternehmen in Bremerhaven eine Anlage in Betrieb genommen, in der neben Alkali-Mangan-Batterien auch Lithium-Ionen-Batterien wirtschaftlich aufbereitet werden. Zum Einsatz kommt dabei ein mehrstufiges Verfahren, das Vertreter der Firmen Saubermacher und Redux vergangene Woche bei der Berliner Recyclingkonferenz vorgestellt haben:

Tiefentladung

Zunächst werden in der Anlage die angelieferten Lithium-Ionen-Batterien gesichtet, beschriftet und in definierten Bereichen gelagert. Anschließend werden sie tiefentladen, um das Gefahrenpotenzial zu reduzieren. Denn Batterien aus elektrisch betriebenen Fahrzeugen können laut Redux leicht Gesamtspannungen bis 700 Volt aufweisen. Die gespeicherte Energie kann in das Betriebsnetz eingespeist werden.

Demontage

Im nächsten Schritt erfolgt die Demontage der Energiespeichersysteme auf Modulebene. Weil sich die Systeme stark nach Fahrzeugtyp und Hersteller unterscheiden, muss der Demontageablauf individuell angepasst werden. Das wirkt sich auch auf die Demontagezeit aus: Laut Redux liegt dieser zwischen zwanzig Minuten und im schlechtesten Fall bei über einer Stunde. Der händischen Zerlegung schließt sich eine Verpackung und Entladung der Module an.

Bei der Demontage werden elektronische Bauteile, Kunststoffe, Kabel, Aluminium und Stahl-Bauteile zur stofflichen Verwertung gewonnen. Zudem erfolgt eine Sortierung nach den unterschiedlichen Kathodenmaterialien. Das ist wichtig, um die Wertstoffgehalte der Feinfraktion zu erhöhen, die im Recyclingprozess erzeugt wird, wie die Verantwortlichen betonen.

Thermische Behandlung

Im dritten Schritt werden die Batterien via Pyrolyse thermisch behandelt, damit sie anschließend gefahrlos mechanisch aufgeschlossen werden können. Bei dem Prozess werden die Zellen deaktiviert. Außerdem werden die Beschichtung von den Elektrodenableiterfolien gelöst sowie Separator und Elektrolyt entfernt. Durch eine optimale Verfahrensführung könnten unter anderem Aluminiumfolien zurückgewonnen werden, wie es heißt.

Mechanische Aufbereitung

Zu guter Letzt erfolgt ein mechanischer Aufbereitungsschritt. Das Verbundmaterial wird dabei so aufgeschlossen, dass Folien möglichst großflächig erhalten bleiben und sich Beschichtungen der Ableiterfolien lösen lassen.

Über einen Magnetscheider wird dann ferromagnetisches Material ausgeschleust. Das Gehäuse (besteht aus Aluminium oder Stahl) sowie größere Kupferanschlüsse werden mittels Windsichtung abgetrennt, so das Unternehmen. Mit geringem Aufwand könne diese Fraktion in eine Aluminium- und Kupferfraktion aufgesplittet werden.

Die Abtrennung des Foliengemisches und des Aktivmaterials erfolgt mittels Siebung. Diese sogenannte Feinfraktion wird pyrometallurgischen und/oder hydrometallurgischen Prozesse zugeführt. Die Elemente gelangen schließlich zurück in den Rohstoffkreislauf.

Die Gesamtanlagenkapazität liegt dem Unternehmen zufolge bei 10.000 Tonnen im Jahr. Knapp ein Drittel des Inputs – 2.000 bis 3.000 Tonnen jährlich – sollen in den nächsten Jahren Lithium-Ionen-Batterien ausmachen. Diese könnten mit einer Recyclingeffizienz von 60 bis 70 Prozent verwertet werden.

 

© 320°/bs | 27.03.2018

Mehr zum Thema
Wie sich Lederreste upcyceln lassen
Erster technischer Leitfaden zum EU-Batteriepass
Recycling von Solarmodulen: Jetzt auch für Silber
KI sortiert Kunststoffe für Lebensmittel­verpackungen
Northvolt startet Bau der Batteriefabrik in Heide
Erstes deutsches Unternehmen für Schiffsrecycling
Circular Economy: München hat die meisten Start-ups
Voestalpine will Buderus Edelstahl verkaufen
Wertstofftonne: Karlsruher hadern mit privatem Entsorger
Forscher entwickeln Lkw-Front, die Leben retten soll
„Ein wichtiger Schritt für einen kreislauforientierten Gebäudebetrieb“