Lithium-Ionen-Batterien aus E-Autos recyceln und den Stoffkreislauf wertvoller Rohstoffe schließen – möglich wird das durch die Kombination zweier Recyclingverfahren.

Im ersten Schritt werden die Autobatterien bei der Duesenfeld GmbH in Wendeburg (Niedersachsen) tiefenentladen. Daraufhin werden sie zerlegt und geschreddert. Das Granulat wird im nächsten Schritt in einen Vakuumtrockner befördert. In diesem Stadium befindet sich das Lithium auf der Kathode. Aber auch der flüssige Elektrolyt, der über das Schreddergut verteilt ist, enthält Lithium. Im Vakuumtrockner herrscht Unterdruck und eine Temperatur von 80 °C. Der Elektrolyt verdampft und es entsteht ein Lithiumsalz auf dem Granulat. Dieses Granulat wird nun in verschiedene Fraktionen getrennt. Die wertvollen Stoffe Cobalt, Nickel, Mangan und auch das Lithium befinden sich nun in einer pulverartigen schwarzen Fraktion, der sog. Black Mass.

Diese Black Mass kann mit Hilfe des sog. COOL-Verfahrens weiter behandelt werden. Das Verfahren wurde an der TU Bergakademie Freiberg entwickelt. Am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Freiberg (Sachsen) wurde eine Pilot-Anlage für dieses Verfahren installiert, mit deren Hilfe 95 % des enthaltenen Lithiums aus der Black Mass wiedergewonnen werden kann. Dazu wird der Black Mass Wasser und CO2 zugesetzt. Ein überkritischer Zustand entsteht – mit einer flüssigen und einer festen Fraktion. Das Lithium befindet sich in der flüssigen Phase. Es wird gefiltert, zuerst aufkonzentriert und dann erhitzt. Weißes Lithiumcarbonat in Batteriequalität bildet sich. Dieses Lithiumcarbonat kann wieder für die Batterieproduktion verwendet werden. Der Kreislauf schließt sich.

12:11 min: Im Film wird von der Expertin der erforderliche Reinheitsgrad von Lithiumcarbonat für Batteriequalität mit einem Wert von 99,8 % angegeben. Erforderlich für Batteriequalität sind lediglich 99,5 %. Das vorgestellt Verfahren erreicht 99,8 %. Damit sind die Qualitätsanforderungen erfüllt.

Die Anlage zur Durchführung des COOL-Verfahrens am Fraunhofer IKTS in Freiberg wurde im Rahmen einer Förderung des Projekts SaxBattEmPower (zugehörig zum Projekt SaxBatt) durch das Sächsisches Staatsministerium für Wissenschaft, Kultur und Tourismus angeschafft.
Der Betrieb der Anlage erfolgt im Rahmen des Projekts EarLiMet, das durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird.

Weitere Informationen zur Duesenfeld GmbH: https://www.duesenfeld.com/
Weitere Informationen zur TU Bergakademie Freiberg: https://tu-freiberg.de/
Weitere Informationen zum Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS: https://www.ikts.fraunhofer.de
Weitere Informationen zum BMBF-Kompetenzcluster greenBatt: https://www.greenbatt-cluster.de/de/

Alles zum Thema Ressourceneffizienz:
Web: https://www.ressource-deutschland.de
Instagram:   / ressource_deutschland  
Twitter:   / vdi_zre  
LinkedIn:   / vdi-zre  

Im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz