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Lithium-Ionen-Batterien – Der richtige Ablauf beim Recycling

| Autor / Redakteur: Hermann Josef Pilgram / Benjamin Kirchbeck

Oft genug wurde über die Rolle von Lithium in der Elektromobilität gesprochen und auch über die Notwendigkeit des Recyclings wird rege diskutiert. Doch wie läuft die fachgerechte, sichere und umweltverträgliche Entsorgung ab?

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Eine wichtige Voraussetzung für die sichere Entsorgung ist die richtige Einschätzung des Batterie-Zustandes. Dabei werden drei Zustände unterschieden: „End of Life“, „beschädigt“ und „transportunsicher“.
Eine wichtige Voraussetzung für die sichere Entsorgung ist die richtige Einschätzung des Batterie-Zustandes. Dabei werden drei Zustände unterschieden: „End of Life“, „beschädigt“ und „transportunsicher“.
(Bild: Hersteller)

Eine falsch entsorgte Lithium-Ionen-Batterie hat bereits Müllautos ausbrennen lassen. Garagen fielen Flammen zum Opfer, weil sich die defekte Batterie eines Pedelec entzündet hatte. Und eine Autobahn musste für Löscharbeiten gesperrt und anschließend saniert werden. Dort war ein Lkw ausgebrannt, der ausrangierte Lithium-Ionen-Batterien transportierte. Zuletzt musste eine Autobahn für Löscharbeiten gesperrt und anschließend saniert werden. Hier hatte sich eine LKW-Fracht – ausrangierte Lithium-Ionen-Batterien – selbst entzündet. Diese Beispiele zeigen, dass von den modernen Hochenergie-Batterien durchaus reale Gefahren ausgehen. Das gilt insbesondere dann, wenn sie verbraucht oder defekt sind und deshalb ausgemustert werden.

Lithium-Ionen-Batterien finden sich in Mobiltelefonen, Tablets, Digitalkameras, Camcordern, Notebooks, Taschenlampen, Akkuschraubern und vielen anderen Geräten. Lithium-Ionen-Akkus sind darüber hinaus die Schlüsseltechnologie für elektrische Antriebssysteme. Das heißt, mit zunehmender Zahl von Elektroautos und Pedelecs wächst auch die Menge der Lithium-Ionen-Batterien. 2017 veröffentlichte Zahlen zeigen, dass Lithium-Ionen-Akkus schon damals unter den wiederaufladbaren Batterien (Sekundär-Gerätebatterien bzw. Akkus, in der Grafik grün) den größten Marktanteil hatten. Erwartet wird, dass auch die Menge der nicht wiederaufladbaren Lithium-Primärbatterien weiter wachsen wird.

Das Verhältnis von Akkus zu Primärbatterien ist auch 2017 weiter angestiegen.
Das Verhältnis von Akkus zu Primärbatterien ist auch 2017 weiter angestiegen.
(Bild: Umweltbundesamt)

Batterien gehören nicht in den Müll. Das Batteriegesetz verpflichtet den Verbraucher, gebrauchte Batterien zurückzugeben. Entsprechend besteht für Handel, Entsorgungsträger, Hersteller und Importeure eine Rücknahmepflicht. Die fachgerechte Entsorgung soll Gesundheits- und Umweltbelastungen vermeiden und die Voraussetzung schaffen, die in den Batterien enthaltenen Wertstoffe rückzugewinnen und zu recyclen. Bei Lithium-Ionen-Batterien sind das Kobalt, Nickel, Kupfer, Aluminium und nicht zuletzt auch das Lithium selbst.

Das Recycling von Lithium wird immer interessanter. Steigende Nachfrage und begrenzte Reserven sind der Grund dafür, dass sich der Preis für das „weiße Gold“ in den zurückliegenden Jahren vervielfacht hat. Allerdings ist Lithium ein Metall, das sehr reaktionsfreudig und leicht brennbar ist. Bei der Reaktion von Lithium mit Wasser wird sehr viel Wärme entwickelt. Als Reaktionsprodukte entstehen ätzende Lithiumlauge (LiOH) und leicht brennbarer Wasserstoff (H2). Deshalb muss ein Kontakt von Lithium mit Wasser unbedingt vermieden werden.

Bereits das Einsammeln, das Lagern und der Transport von lithiumhaltigen Batterien erfordern deshalb besondere Vorsichtsmaßnahmen und hohe Sorgfalt. Gebrauchte Lithium-Ionen-Batterien sind automatisch Gefahrgut und müssen entsprechend behandelt werden. Nicht jede Sammelstelle hat dafür die Ausrüstung und das Know-how. Dieses bieten nur professionelle Entsorgungsunternehmen, die entsprechende Genehmigungen vorweisen.

Von den Rahmenbedingungen bis zum Abtransport

Die Ecobat Logistics GmbH ist ein solches Unternehmen. Es gehört zum Firmenverbund der Ecobat Technologies, dem weltweit größten Hersteller von Blei und Bleilegierungen. Ursprünglich wurde es gegründet, um die Rohstoffversorgung der Sekundärbleihütten sicherzustellen. Dort werden Bleibatterien zu nahezu hundert Prozent recycelt. Inzwischen bietet Ecobat Logistics seine Infrastruktur und sein Know-how auch für die Entsorgung von Lithium-Ionen-Batterien an.

Ecobat Logistics ist nicht nur das führende Sammelunternehmen für Altbatterien in Deutschland. Es ist auch das deutsche Service-Center von OneCallCollection (OCC), dem ersten europaweiten Sammelsystem für Bleibatterien und sonstige Batterien. In einem Kreislaufsystem aus einer Hand will OCC möglichst flächendeckend Altbatterien einsammeln und so weit wie möglich recyclen. Über ein Internetportal stellt OCC seinen Kunden die komplette Abwicklungslogistik für die Entsorgung von Altbatterien zur Verfügung.

Aktuell hat OneCallCollection in der EU mehr als 65.000 Sammelstellen und 10.000 Mitglieder bzw. Kunden. Mit über 100 eigenen Fahrzeugen und 230 qualifizierten Mitarbeitern sammelt OCC mehr als 120 Millionen Altbatterien pro Jahr ein, die dann weiterverarbeitet werden. 2016 hat OCC seine Dienstleistungen um ein sicheres Transport- und Entsorgungssystem für Lithium-Ionen-Batterien erweitert. Wie bei Blei-Batterien bietet OneCallCollection den Kunden einen umfassenden Service, maßgeschneidert auf die individuellen Bedürfnisse und – selbstverständlich – die speziellen Anforderungen, die Lithium-Ionen-Batterien an Lagerung und Transport stellen. Das Portfolio an Batterien reicht von Knopfzellen bis zu Batterien mit einem Gewicht von mehreren 100 Kilogramm.

Am Anfang steht deshalb die Klärung der Rahmenbedingungen. Eine wichtige Voraussetzung für die sichere Entsorgung der Lithium-Ionen-Batterien ist die richtige Einschätzung des Zustandes der Batterien. Dabei werden drei Zustände unterschieden: „End of Life“ bezeichnet intakte Batterien am Ende ihre Lebensdauer. Weitere Kategorien sind beschädigte und transportunsichere Batterien. Hier sind besondere Sicherheitsmaßnahmen notwendig. Hat der Kunde entsprechendes Fachwissen, kann er die Klassifizierung selbst vornehmen. Andernfalls beraten die Mitarbeiter von Ecobat Logistics bei dieser Aufgabe. Aus der Klassifikation ergeben sich dann die Anforderungen an Lagerung und Transport.

Für Sicherheit bei Lagerung und Transport sorgen spezielles Verpackungsmaterial und Spezialbehälter. Beides stellt ECOBAT Logistics dem Kunden zur Verfügung. Die Behälter sind Mietbehälter, die es in verschiedenen Größen für unterschiedliche Batterietypen gibt. Die Behälter und das Verpackungskonzept, das Ecobat Logistics nutzt, wurden von der Bundesanstalt für Materialforschung- und -prüfung geprüft. Es entspricht voll den Anforderungen der ADR, dem Europäischen Übereinkommen über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße.

Es wurde bereits auf die hohe Brandgefahr bei beschädigten Lithium-Ionen-Batterien hingewiesen. Brände können nie völlig ausgeschlossen werden. Ein Löschversuch mit Wasser würde zur Katastrophe führen. Deshalb sind Alternativen notwendig. Ecobat Logistics nutzt bei Lagerung und Transport von Lithium-Ionen-Batterien zusätzlich ein Speziallöschmittel; welches als Füllmittel in die Behälter eingebracht wird. Es ist alterungsbeständig, lagerfähig, wiederverwendbar, isolierend und – was für das Handling und den Transport wichtig ist – auch sehr leicht und außerdem DIN EN geprüft. Für Gefahrentransporte verfügt Ecobat Logistics über Spezialfahrzeuge, die ADR-konform sind und einen sicheren Transport ermöglichen.

Die eingesammelten Batterien werden dann je nach Zustand der Weiterverwendung zugeführt. So können teilentleerte, nutzbare Batterien ohne Schäden noch eine Zeitlang in dezentralen Energiespeicheranlagen genutzt werden. Beschädigte und andere nicht mehr nutzbare Batterien werden an Fachbetriebe für das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien weitergeben. Die hier gewonnenen, verwertbaren Materialien werden wieder in den Stoffkreislauf eingespeist.

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