Untersuchungen zur mechanischen Entschichtung von Elektroden aus Lithium-Ionen-Altbatterien
Der weltweite zunehmende Einsatz von LIB führt auch zu einer steigenden Menge von Produktions- und Konsumptionsrückständen, die unter Berücksichtigung der ökologischen und wirtschaftlichen Nachhaltigkeit entsorgt werden müssen. Idealerweise werden die Materialien aus den Neuschrotten oder Altbatterien in die Produktion neuer Batterien zurückgeführt. LIBs enthalten werthaltige Metalle, wie Aluminium, Eisen, Kupfer, Lithium, Kobalt, Nickel und Mangan. Diese Metalle, ausgenommen Eisen, bilden hauptsächlich die Stromleiterfolien und Beschichtungen der Elektroden. Aktuell werden Lithium-Ionen-Batterien industriell in Recyclingverfahren behandelt, die auf energie- und kostenintensiven pyrometallurgischen oder hydrometallurgischen Prozessen mit begrenzten Kapazitäten, niedrigen Recyclingraten und einer wirtschaftlichen Abhängigkeit von Kobalt und Nickel als Kathodenmaterialien basieren. Bei diesen Prozessen werden vornehmlich Kobalt, Nickel und Kupfer zurückgewonnen, wohingegen Lithium, Aluminium und Mangan in der Schlacke verbleiben und durch Verfüllung verwertet werden. In Zukunft wird angestrebt, die gesetzliche Recyclingeffizienz von 50 Masseprozent zu erhöhen, und speziell die Kathodenbeschichtungsmaterialien aus Produktionsrückständen direkt für neue Batterieanwendungen wiederzuverwenden (Werner et al. 2020).
Die Entwicklung und Nachfrage von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) verursachen zukünftig eine steigende und wirtschaftlich interessante Abfallmenge. Li-thium-Ionen-Altbatteriezellen bestehen zu ungefähr der Hälfte ihrer Masse aus Elektroden, einem Materialverbund aus einer Stromleiterfolie und einem darauf aufgebrachten Aktivmaterial. Bei der Entsorgung von Produktionsabfällen oder Altbatterien sind die Elektroden aufgrund ihres intrinsischen Wertgehalts, gesetzlicher Vorgaben und der allgemein guten Rezyklierbarkeit der Metalle die Zielkomponenten. Für einen erfolgreichen Wiedereinsatz sind diese Materialverbunde aufzuschließen und in entsprechende Stoffklassen zu trennen. Im Rahmen des Vortrags wird der Einsatz verschiedener Prallmühlen (Hammer- und Feinprallmühle) verglichen. Durch die Beanspruchung werden die Stromleiterfolien zum einen zerkleinert, zum anderen auch entschichtet. Ausgehend von den erzeugten Produktqualitäten wird eine Handlungsempfehlung zur Aufbereitung eines Elektrodengemischs mit Blick auf veränderte und zukünftige Elektrodenbeschichtungen abgeleitet.
| Copyright: | © Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben | |
| Quelle: | Recy & Depotech 2020 (November 2020) | |
| Seiten: | 6 | |
| Preis inkl. MwSt.: | € 3,00 | |
| Autor: | Denis M. Werner  Sebastian Schrader Dr.-Ing. Thomas Mütze Professor Dr.-Ing. Urs Alexander Peuker | |
| Artikel weiterleiten | In den Warenkorb legen
| Artikel kommentieren |
Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:
Wertstoffhof 2020 - Neuorientierung von Wertstoffhöfen
© ia GmbH - Wissensmanagement und Ingenieurleistungen (4/2015)
Im Jahr 2014, zwanzig Jahre nach dem durch das Bayerische Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltfragen organisierten Wettbewerb „Der vorbildliche Wertstoffhof“, ist es sicher angebracht, sich dem Thema erneut zuzuwenden. Was ist aus den prämierten Wertstoffhöfen der Preisträger in den jeweiligen Clustern geworden? Wie hat sich das System grundsätzlich entwickelt? Wo geht es hin, wenn man die gesellschaftlichen Anforderungen aus demografischer Entwicklung, Ressourcenschutz und Klimarelevanz betrachtet?
bifa-Text No. 62: Ecoefficiency analysis of photovoltaic modules / english version
© bifa Umweltinstitut GmbH (2/2014)
The study by the bifa environmental institute describes a future-orientated view of the ecological and economic effects of photovoltaic (PV) systems along their whole life cycle.
bifa-Text Nr. 57: Die Abfallwirtschaft im Jahr 2030 - Eine Szenarioanalyse nicht nur für Bayern
© bifa Umweltinstitut GmbH (5/2012)
In einer neuen Studie des bifa Umweltinstituts werden mögliche Entwicklungen der regionalen, nationalen und internationalen Rahmenbedingungen für die bayerische Abfallwirtschaft im Jahr 2030 dargestellt sowie deren Auswirkungen auf die Abfallwirtschaftsstrukturen und auf die Ökoeffizienz. Das Projekt wurde im Auftrag des Bayerischen Staatsministeriums für Umwelt und Gesundheit durchgeführt. Die Ergebnisse bieten auch anderen Behörden, Unternehmen und Verbänden in Deutschland eine Basis für die eigene Positionierung und Strategieentwicklung.
bifa-Text Nr. 56: Entsorgung gefährlicher Abfälle in Bayern. Eine ökobilanzielle Analyse mit Kostenbetrachtung
© bifa Umweltinstitut GmbH (3/2012)
Im Auftrag des Bayerischen Staatsministeriums für Umwelt und Gesundheit (StMUG) hat die bifa Umweltinstitut GmbH (bifa) 18 in einer Vorstudie ausgewählte gefährliche Abfälle in einer Ökobilanz betrachtet. Ziel war die Schaffung einer Grundlage zur Bewertung der ökologischen Wirkungen der Entsorgung gefährlicher Abfälle in Bayern und zur Identifizierung von Optimierungsansätzen.
bifa-Text Nr. 55: Wertstoffhöfe, Gelber Sack und Wertstofftonne
© bifa Umweltinstitut GmbH (11/2011)
Eine Ökoeffizienz- und Akzeptanzanalyse für Bayern am Beispiel Zweckverband für Abfallwirtschaft Kempten
Physikalische und biologische
Aufbereitungs- und Behandlungs-
technologien, TU Braunschweig
