Mobile Batterieaufbereitung ermöglicht Recycling vor Ort für deutsche Recyclingunternehmen

Da die Menge an ausgedienten Lithium-Ionen-Batterien in Deutschland weiter zunimmt, ist der sichere Transport beschädigter oder verbrauchter Akkus zu einer der größten Herausforderungen der Branche geworden. Die Versandkosten steigen weiter, Transport- und Handhabungsanforderungen erhöhen die Komplexität, und die Sorge vor thermischen Ereignissen bleibt ein erhebliches Risiko für Recyclingunternehmen, Versorgungsunternehmen, Versicherer und Verarbeiter.

Das System ist auf zwei Sattelaufliegern aufgebaut: Auf dem einen befinden sich die Zerkleinerungs- und Materialhandhabungsanlagen, auf dem anderen die Wasseraufbereitungs- und Filtrationssysteme
© BCA Industries

Laut John Neuens, Industrieberater, hat BCA Industries jahrelang untersucht, wie diese Herausforderungen bewältigt werden können, noch bevor die Batterien die Sammelstelle überhaupt verlassen. BCA bietet komplette, maßgeschneiderte Recyclingsysteme für komplexe industrielle und gewerbliche Anwendungen an.

Anstatt sich ausschließlich auf die Verbesserung der Transportpraktiken zu konzentrieren, begann das Unternehmen zu untersuchen, ob Batterien stattdessen vor Ort zu einem weitgehend inerten Material verarbeitet werden könnten, wodurch sowohl Sicherheitsrisiken als auch andere Belastungen im Zusammenhang mit dem Transport gefährlicher Akkus reduziert würden.

„Das größte Problem beim Transport von Lithium-Ionen-Batterien sind nicht einfach nur die Kosten oder die Tatsache, dass sie als Gefahrgut eingestuft sind. Das eigentliche Problem ist, dass ihr Transport von Natur aus gefährlich ist“, erklärt Neuens.

Die mobile Anlage umfasst die wesentlichen Komponenten, um Batterien sicher zu zerkleinern, wertvolle Schwarzmasse zurückzugewinnen und das verbleibende Material für den Transport vorzubereiten
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Diese Gespräche gingen weit über Recyclingunternehmen hinaus. Neuens berichtet, dass BCA sich mit Versicherern, die im Bereich des Lithium-Ionen-Recyclings tätig sind, sowie mit Verarbeitungsbetrieben und Sanierungsunternehmen getroffen habe, um besser zu verstehen, wo die größten Risiken für die Branche liegen. Dabei kristallisierte sich ein einheitliches Thema heraus: Die Versicherer waren weitaus mehr daran interessiert, das Transportrisiko zu beseitigen, als es lediglich zu managen.

„Diese Gespräche machten deutlich, dass sie großes Interesse an einem System hatten, das Batterien vor dem Transport in einen relativ inerten Zustand versetzen könnte“, sagt Neuens. „Wenn das Material vor Ort stabilisiert werden kann, wird der Transport wesentlich sicherer.“

Er fügt hinzu, dass sich Recyclinganlagen in vielen Fällen einfach nicht in der Nähe der Orte befinden, an denen Batterien das Ende ihrer Lebensdauer erreichen. Anstatt große Mengen an Batterien über weite Strecken zu transportieren, kann ein mobiles Recyclingsystem direkt zu den Batterien gebracht werden. Das verkürzt nicht nur die Nachverfolgungskette, sondern verringert auch die Haftung, indem mehrere Handhabungs- und Transportschritte vermieden werden, bei denen Probleme eher auftreten können.

Statt große Mengen an Batterien über weite Strecken zu transportieren, kann das mobile Recyclingsystem direkt zu den Batterien gebracht werden
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Diese Gespräche veranlassten BCA schließlich dazu, mit der Entwicklung einer mobilen Version seiner bewährten Batterierecycling-Technologie zu beginnen. Anstatt eine vollwertige Aufbereitungsanlage nachzubilden, vereint die mobile Plattform die entscheidenden Komponenten, die erforderlich sind, um Batterien sicher zu zerkleinern, wertvolle Schwarzmasse zurückzugewinnen und das verbleibende Material für den Transport vorzubereiten – und das ohne die Komplexität einer ortsfesten Anlage.

Das System basiert auf zwei Sattelaufliegern. Der eine beherbergt die Zerkleinerungs- und Materialhandhabungsanlagen, während der zweite die Wasseraufbereitungs- und Filtersysteme enthält, die die zurückgewonnene Schwarzmasse von den restlichen Materialien trennen. BCA verpackt das zurückgewonnene Material so, dass es sich vor dem Versand stabilisieren kann, und bietet damit zusätzliche Sicherheit dafür, dass keine chemischen Restreaktionen mehr aktiv sind.

Aus technischer Sicht basiert das mobile System auf vielen der gleichen technischen Kernprinzipien, die auch in den größeren Recyclinganlagen von BCA zum Einsatz kommen. Die Batterien werden in einer versiegelten Stickstoff- und Wasserumgebung zerkleinert, während durch Rühren und kontrollierte Wasserabscheidung die Schwarzmasse zurückgewonnen wird, ohne dass die verbleibenden Materialien übermäßig in feine Partikel zerkleinert werden.

BCA füllt das zurückgewonnene Material anstelle von Schüttgutsäcken in Stahlfässer ab. So kann sich das Material vor dem Versand stabilisieren, was zusätzliche Sicherheit bietet
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Eine inerte Stickstoffumgebung kann dazu beitragen, ein thermisches Durchgehen zu verhindern, indem sie die verfügbare Sauerstoffkonzentration erheblich reduziert – ein entscheidender Faktor für die Verbrennung und die Ausbreitung eines Feuers in einer Batterie, die ein thermisches Durchgehen erlebt. Dadurch kann die Reaktion effektiv „erstickt“ und eine weitere Eskalation verhindert werden.

Obwohl die mobile Plattform den Gesamtprozess vereinfacht, wird bei der Erstverarbeitung dennoch etwa die Hälfte der verfügbaren hochreinen Schwarzmasse gewonnen. Dieses Material kann oft direkt auf etablierten Recyclingmärkten oder über spezialisierte Makler verkauft werden, was den Betreibern eine unmittelbare Einnahmequelle verschafft und gleichzeitig die Transportrisiken erheblich verringert.

„Die meisten Branchenexperten haben erkannt, dass die Wirtschaftlichkeit des Recyclings nicht nur in der Metallabscheidung liegt, sondern in der Rückgewinnung der Schwarzmasse“, sagt Neuens. „Schwarzmasse kann nach der Filtration zu Vorstufe des Kathodenaktivmaterials (pCAM) direkt wieder in die Produktion neuer Batterien oder in neue Produkte und Anwendungen einfließen, weshalb sie einen Wert hat. Fast der gesamte Wert liegt im Lithium und in der Schwarzmasse.“

Das zurückgewonnene inerte Material wird anschließend zur weiteren Veredelung und Reinigung an qualifizierte nachgelagerte Verarbeitungsbetriebe transportiert. BCA ist davon überzeugt, dass durch die Umwandlung der Batterien in ein stabileres Material vor dem Transport viele der heutigen logistischen und versicherungstechnischen Herausforderungen erheblich verringert werden können.

Der erste Einsatz soll voraussichtlich Aufräumarbeiten im Zusammenhang mit großen Mengen an Lithium-Ionen-Akkupacks unterstützen. Das System kann zwar verschiedene Batteriechemien und -formate verarbeiten, darunter Pouchzellen, Rundzellen und Batteriemodule, doch Neuens merkt an, dass jede davon unterschiedliche betriebliche Herausforderungen mit sich bringt. Pouchzellen beispielsweise liefern in der Regel eine höhere Ausbeute an Schwarzmasse, erfordern aber aufgrund ihrer erhöhten chemischen Reaktivität während der Verarbeitung auch größere Sorgfalt.

Dennoch lässt sich das System so konfigurieren, dass es diesen Unterschieden gerecht wird. So können die Verarbeitungsparameter an unterschiedliche Batteriechemien und Formfaktoren angepasst werden, während ein sicherer, konsistenter und effizienter Betrieb gewährleistet bleibt.

Neuens ist der Ansicht, dass die mobile Aufbereitung den logischen nächsten Schritt für große Teile der Batterierecyclingbranche darstellt, darunter auch deutsche Betreiber. Die Aufbereitung von Batterien so nah wie möglich am Lagerort reduziert die Transportrisiken, verkürzt die Haftungsketten und ermöglicht den Start von Sanierungsprojekten, ohne darauf warten zu müssen, dass permanente Aufbereitungskapazitäten verfügbar werden.

Obwohl permanente Batterierecyclinganlagen weiterhin eine zentrale Rolle spielen werden, sieht Neuens mobile Aufbereitungssysteme als zusätzliche Option für deutsche Energieversorger, Batteriesammler, Sanierungsunternehmen und Organisationen, die große Bestände an ausgedienten Lithium-Ionen-Batterien verwalten.

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