Batterie-Elektroden-Materialien recyceln
Von Unterhaltungselektronik bis hin zur Elektromobilität: Die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien steigt stetig. Doch eine erhöhte Produktion der Batterien führt auch zu einer größeren Menge Ausschuss während der Herstellung. Dieser entsteht bspw. beim Aussortieren von Defekten, wie z.B. Pinholes, Einschlüssen und anderen Beschichtungsfehlern, durch Randbeschnitte und Ausschuss beim Konfektionieren. Insgesamt enden ca. 10%, je nach Prozess auch deutlich mehr, der beschichteten Kathoden- oder Anodenfolien als Ausschuss und müssen recycelt werden. Insbesondere die werthaltigen Aktivmaterialien, also z.B. das NMC oder LFP der Kathodenfolien bzw. Graphit-Silizium-Mischungen der Anodenfolien, sollten sortenrein und frei von Verunreinigungen aufbereitet und direkt zu recyceln sein.
Direkt-Recycling sorgt für eine effiziente Produktion
Um Kathoden- und Anodenfolienausschuss schon während der Produktion recyceln zu können, hat Hosokawa Alpine verschiedene Lösungen entwickelt. „Durch das Direktrecycling kann der Ausschuss am Produktionsstandort recycelt und direkt wieder dem Produktionskreislauf zugeführt werden. Das macht die Produktion effizienter und das Kathoden- und Anoden-Material kann nahezu vollständig verwertet werden. Zudem sparen sich Kunden den Aufwand, den externes Recycling mit sich bringt“, erklärt Thomas Weischer, Operations Director Recycling Division bei Hosokawa Alpine.
Zerkleinerung der Produktionsabfälle mit der Schneidmühle
Im ersten Schritt dieses Verfahrens wird der Materialausschuss zerkleinert. Dies geschieht mit der Schneidmühle Rotoplex, die sowohl um das Material zu schonen als auch aus Sicherheitsgründen mit Inertgas betrieben wird. Die Mühle ist in verschiedenen Größen erhältlich und kann Durchsätze von 250 bis 3.800 kg/h verarbeiten. Der vom Hersteller entwickelte und seit vielen Jahren bewährte Kreuz-Scherenschnittrotor sorgt zudem für einen sehr niedrigen Energieeintrag in das Material und ist dadurch auch sehr effizient. Die Aufgabe kann dabei mittels Abrollvorrichtungen direkt von Coils oder alternativ als „Knüllmaterial“ über einen Aufgabeschacht zugeführt werden. Dabei ist das Handling unter kontrollierter Atmosphäre stets gewährleistet.
Nach der Vorzerkleinerung mit der Mühle bietet der Hersteller verschiedene Lösungen zur Delaminierung der Aluminium- oder Kupferfolie an, d.h. das Ablösen des Kathoden- oder Anodenmaterials von der Trägerfolie. Je nach Prozess kann nahezu das gesamte Aktivmaterial wieder direkt in den Prozess zurückgeführt werden. Optional und bei Bedarf können sich eine weitere Aufbereitung und Feinvermahlung anschließen, damit der Materialausschuss dem Beschichtungsprozess wieder optimal zugeführt werden kann.
