Vom wachsenden Batteriemarkt zur echten Kreislaufwirtschaft
Labor-und Pilotanlagen für nasschemisches Recycling
Die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen und tragbaren elektronischen Geräten führt zu einem stark steigenden Bedarf an Lithium-Ionen-Batterien. Um mit den vorhandenen Rohstoffen effizient umzugehen, führt langfristig kein Weg an einer echten Kreislaufwirtschaft und dem Recycling von Batterien vorbei.
Für die Industrie bedeutet das: Aus Abfallmaterialien wie Schwarzmasse müssen wieder nutzbare Rohstoffe werden, die in die Wertschöpfungskette zurückgeführt werden können.
Typische Herausforderungen
Das Recycling von Batterien ist kein Standardprozess. Schwankende Zusammensetzungen der Schwarzmasse, aggressive Medien und der Druck zur maximalen Ressourceneffizienz fordern Ihre Anlagen heraus:
- Ressourceneffizienz & Additivmanagement: Viele hydrometallurgische Verfahren benötigen immense Mengen an Säuren und Additiven. Deren Rückgewinnung ist oft aufwendig und kostenintensiv.
- Prozessoptimierung für die Wirtschaftlichkeit: Nur durch hochgradig optimierte Prozesse, die Abfallprodukte effizient in neue, hochwertige Rohstoffe überführen, lassen sich die strengen regulatorischen Vorgaben (z. B. EU-Batterieverordnung) und wirtschaftlichen Ziele künftig erreichen.
- Prozessvariabilität: Unterschiedliche Zellchemien (LFP, NMC, Hochenergie-Akkus) erfordern extrem flexible und schnell anpassbare Anlagenkonzepte.
- Sicherheit & Korrosion: Der Umgang mit thermischen Risiken, toxischen Gasen und hochkorrosiven Medien stellt höchste Anforderungen an die Materialbeständigkeit und die Mess- und Regeltechnik.
- Präzision im Scale-up: Der Übergang von der Labor-Innovation zur industriellen Rückgewinnung von Lithium, Nickel und Kobalt muss ohne Qualitätsverlust bei den Reinheitsgraden gelingen.
Die Lösung mit HITEC ZANG
HITEC ZANG unterstützt die Entwicklung von Batterierecycling-Prozessen mit automatisierten Labor- und Technikumslösungen. Ziel ist eine schnellere Prozessentwicklung durch hohe Datenqualität ab dem ersten Versuch, damit Versuchsreihen direkt vergleichbar und belastbar werden. So lassen sich Prozessvarianten für Hydrometallurgie, Leaching, Fällung und Lithium Recovery systematisch untersuchen und effizient optimieren.
Ein weiterer Vorteil ist die Skalierbarkeit: Prozesse können vom Labormaßstab schnell in die Technikumsanlage überführt werden. Das erleichtert den Transfer von ersten Erkenntnissen in reproduzierbare Pilotprozesse und schafft die Basis für eine spätere industrielle Anwendung.
Vorteile für Forschung und Entwicklung
- Zeitersparnis: Kürzere Entwicklungszyklen durch hohe Datenqualität ab dem ersten Versuch und automatisierte Versuchsreihen
- Ressourceneffizienz: Minimierter Chemikalienverbrauch durch automatisierte Reaktorsysteme mit präziser Dosierung von Säuren und Laugen
- Maximal Reinheit: Hochgenaue pH-Regelung und automatisierte Phasentrennung
- Prozess-Performance: Maximierung der F&E-Effizienz durch vollautomatisierte Synthese und präzise Echtzeit-Überwachung von Korngröße und Temperatur
- Skalierbarkeit: Unsere Systeme wachsen mit Ihren Anforderungen – vom Labormaßstab bis zur Technikumsanlage
- Datenintegrität: Lückenlose Dokumentation aller Prozessparameter für die Zertifizierung Ihrer Rezyklate
Mögliche Anwendungen
Unsere Kunden setzen typischerweise folgende Produkte ein
Downloads
One-Step Solvometallurgical Process for Purification of Lithium Chloride to Battery Grade
Dženita Avdibegović et al. · Journal of Sustainable Metallurgy · 2022
Sprechen Sie mit uns über automatisierte Prozessentwicklung für Labor, Miniplant und Technikum.
Fragen & Antworten
Hydrometallurgie, Leaching, Solvo-Leaching, Fällung und Lithium Recovery sind besonders relevante Themen.
Die Menge an Altbatterien – vor allem aus Elektroautos – wird ab ca. 2030 massiv ansteigen, wenn die ersten Generationen von Massen-EVs ihr Lebensende erreichen. Recyclinganlagen müssen dieses wachsende Volumen bewältigen können, ohne dass Kosten und Qualität aus dem Ruder laufen.
Automatisierung macht das möglich – manuelle Prozesse hingegen stoßen schnell an ihre Grenzen.
Black Mass ist ein zentraler Ausgangsstoff im Batterierecycling, aus dem über geeignete Prozessschritte wieder wertvolle Rohstoffe gewonnen werden können.
Zusammensetzung und Qualität der Black Mass variieren stark – je nach Batteriehersteller, Zellchemie und Alterszustand. Das macht automatisierte Analyse und Sortierung davor umso wichtiger.
Viele Recyclingprozesse sind komplex, sensibel und stark parameterabhängig. Automatisierung ist der Schlüssel, um Batterierecycling sicher, reproduzierbar und wirtschaftlich zu machen – und damit die Kreislaufwirtschaft beispielsweise für Elektromobilität überhaupt erst zu ermöglichen.