Die künftige Batterieverordnung wird höhere Recyclingeffizienzen (65 % in 2025 bzw. 70 % in 2030) und Verwertungsquoten von

  • Li: 35 % (2025) und 70 % (2030) sowie
  • Co, Ni und Cu: 90 % (2025) als auch 95 % (2030)

fordern. Nachdem bei kommerziellen Recyclingprozessen, speziell in der Pyrometallurgie, der Graphit – ein weiterer von der Europäischen Kommission definierter kritischer Rohstoff (CRM) – aus den LIB-Zellen in Form von CO2-Emissionen verloren geht, werden neue Recyclingkonzepte für LIB gebraucht. In der hydrometallurgischen Verarbeitung von Aktivmaterialien lösen sich die Metalloxide, während der Graphit als fester Rückstand abfiltriert wird. Die Qualität der entstehenden Graphitfraktion ist gering und für manche der gelösten Elemente erweist sich der Aufwand an Präzipitationsmitteln als unwirtschaftlich hoch.

Daher soll eine Schaumflotation Verwendung finden, um den Graphit in hoher Qualität zu separieren und gleichzeitig die Recyclingfähigkeit der Metalloxide zu verbessern. Die herausfordernden Eigenschaften des Aktivmaterials, v.a. die Feinkörnigkeit, verlangen systematische Studien geeigneter Sammler, Schäumer und Modifikatoren. Die Charakterisierung des abgetrennten Graphits gibt Aufschluss über dessen Qualität und Einsetzbarkeit in der Batteriezellproduktion oder in anderen Anwendungen, wie beispielsweise in der Stahlindustrie als alternatives Reduktionsmittel oder als Sekundärrohstoff in der Feuerfestherstellung.

Gleichzeitig entstehen Prozesswässer bei der Flotation, die einen bestimmten Anteil an gelaugten Elementen beinhalten. Aufgrund der Bestrebungen bei FuLIBatteR, die Recyclingeffizienz von CRM zu erhöhen, ist die Rückgewinnung derselben von Interesse. Eine vielversprechende Technologie zur Abwasserbehandlung ist das sogenannte Ionentauscher-Loop-Stripping-Verfahren (ILS) unter Einsatz von natürlich vorkommenden Zeolithen.

Der Zero-Waste-Aspekt mit dem geringstmöglichen Umwelteinfluss wird durch das Life Cycle Assessment (LCA) der entwickelten Recyclingmethoden demonstriert. Des Weiteren werden die europäischen LIB-Abfallmärkte untersucht, Materialflüsse bestimmt und die Prozessreststoffe analysiert.

Beteiligte Industrieunternehmen und Forschungsinstitutionen in Projekt 1