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Recycling
Mit steigender Nachfrage nach Elektrofahrzeugen steigt auch die Batterieproduktion schnell an. Wir müssen über die Umweltprobleme nachdenken, die am Ende der Lebensdauer der so produzierten Batterien auftreten wird.
Wenn die Batterien wiederverwendet werden können, reduziert dies die Umweltkosten für die Entsorgung der chemischen Abfälle oder der Mineralien aus den Batterien erheblich. Um die Nachhaltigkeit der E-Mobilität zu erhöhen, müssen deshalb Technologien für die Wiederverwendung und das Recycling von Batterien entwickelt werden.
Der Hauptansatzpunkt für die Lösung dieser Problematik ist das Batterierecycling. Mit Hilfe einiger Prozesse kann die recycelte Batterie wiederverwendet werden und dann kann man von einem positiven Kreislauf sprechen. Eigentlich besteht das Batterierecycling aus einer Vielzahl von Prozessen und Verfahren zur Wiedergewinnung und erneuten Nutzung der wichtigsten Rohmaterialien aus entsorgten Batterien, die das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben. Das Recycling von Batterien ist ein Muss.
Der Recyclingprozess ist von Unternehmen zu Unternehmen unterschiedlich, läuft aber doch immer ähnlich ab.
Der Batterie-Recyclingprozess
Der erste Schritt ist die Sammlung der gebrauchten Batterien, der zweite besteht aus drei Bereichen. Verschrottung - Aufarbeiten und Zuführung zu einem zweiten Leben - Extraktion der Rohmaterialien und deren Wiederverwendung.
Auf Detailebene kann der Batterie-Recyclingprozess in 4 Schritte aufgeteilt werden:
1. Schreddern
Vor dem Schreddern müssen die Batterien entladen und zerlegt werden. Das Schreddern erfolgt in einer Vakuumumgebung oder durch Nassaufbereitung, um Explosions- und Brandgefahr vorzubeugen.
2. Trennen der Materialien
Im zweiten Schritt erfolgt die Trennung in Metall, Kunststoff und schwarze Masse, die Rohmaterialien wie Ni, Co und Li enthält.
3. Auswaschen der Materialien
Nach der Trennung der Materialien werden die Rohstoffe aus der schwarzen Masse ausgewaschen. Hierfür kann Hydrometallurgie zum Einsatz kommen.
4. Lieferung an die Verwender
Im vierten Schritt werden die verschiedenen separierten Materialien an die Verwender geliefert, die diese nachfragen. Bei diesen Verwendern handelt es sich um Batterieproduzenten.
Die Vorteile des Batterie-Recyclings
- Verringerung der Nachfrage nach begrenzt vorhandenen Rohstoffen. Das Recyceln von Batterien trägt auch deshalb zur Umweltverträglichkeit bei, weil der Abbau der Rohstoffe mit einem hohen Maß an Umweltverschmutzung verbunden ist.
- Auch die Importe können begrenzt werden, denn durch das Recyceln in der Nähe der Batterieproduktionsstandorte müssen diese Rohstoffe nicht importiert werden.
- Die Entsorgungskosten verringern sich ebenfalls.
Für das Recycling von Batterien kann nach dem Schreddern schwarze Masse aus den gebrauchten Batterien gewonnen werden. „Schwarze Masse“ ist eine Mischung von Elektrodenmaterialien. Im Anschluss werden die wichtigsten Rohstoffe aus der schwarzen Masse ausgewaschen (siehe hierzu den Abschnitt „Batterie-Recyclingprozess“), denn die schwarze Masse muss in die verschiedenen Rohmaterialien aufgetrennt werden. Dafür kommen Prozesse wie Aufrühren, Filtern, Lösungsmittelextraktion und Mischen zum Einsatz. Bei diesen Prozessen können mischtechnische Lösungen wie die Maschine PMH/PML eingesetzt werden. Nach dem Auswaschprozess können die separierten Rohstoffe durch Feinstmahlen weiterverarbeitet werden. Hierfür können Fließbettstrahlmühlen wie die CGS eingesetzt werden, um die Partikelgröße der Rohmaterialien zu verringern und die Produktqualität zu steigern.
In order to recycle batteries, it is important to evaluate whether the various main components constituting the batteries are physically classifiable. And after the batteries are decomposed, the classification efficiency between the components and the characteristics of each component should be evaluated. You can evaluate them by combining STA or TGA with GC-MS / FT-IR / QMS.
After recycling, the properties of nano / amorphous / poorly crystalline recycled materials should also be analyzed. At this time, DSC can be used to measure the purity of the materials. In addition, material behavior according to the temperature function can be measured using DSC or ARC to evaluate the stability of recycled materials.