Lithiumbatterien: hohe Arbeitsteilung

Seit einigen Jahren neigt sich der Fokus bei den gesetzlichen Anforderungen für die Beförderung weg von den kleinen und kleinsten Lithiumbatterien hin zu den Herausforderungen, die die Beförderung von E-Autos und ihren Traktionsbatterien mit sich bringt. Oder auch zu der zunehmenden Anzahl an beschädigten und End-of-life-Batterien.

Fragen haben dabei nicht nur die Auto- und Batteriehersteller. Auch die Beförderer und Verpackungsanbieter sehen sich einer Vielzahl von zu lösenden Aufgaben gegenüber.

„Die wachsende Anzahl an E-Autos stellt auch die Verpackungsindustrie vor neue Herausforderungen. In erster Linie geht es darum, für Lithium-Ionen-Batterien – auch für beschädigte – eine geeignete und gleichzeitig nachhaltige Verpackungslösung zu finden. Doch wir müssen auch mit anderen Feststoffen als Lithium für die Herstellung von Batterien rechnen, die ebenfalls spezielle Anforderungen an die Verpackung stellen werden.“ So beschreibt Christian Hemming, Technical Director EMEA des Verpackungsherstellers Orbis Europe die Spannbreite an Herausforderungen für die Verpackungsbranche.

Dabei ist in diesem Zusammenhang die Expertise der Gruppe an spezialisierten Verpackungsanbietern in den letzten Jahren beträchtlich gewachsen. Interessant sind neben der Auswahl dank der Materialvielfalt von Holz über Alumium zu Kunststoff und Stahl auch die teilweise patentierten Bauweisen. Oder die zusätzlichen Dienstleistungen wie Abhol- oder Mietsysteme (mehr dazu siehe im aktuellen Booklet „Lithium Batteries Special 2023“, S. 64-69, beziehungsweise online unter www.fokus-gefahrgut.de, Suchwort „Lithiumbatterien“).

Auch das Batteriethema Recycling hat stark an Aufmerksamkeit gewonnen und Fahrt aufgenommen. Hierbei spielt der europäische Green Deal eine nicht unerhebliche Rolle, bei dem es um Kreislaufwirtschaft, Ökodesign und die neue Wortschöpfung „circular economy“ geht. Dabei bedeutet Recycling von Lithiumbatterien in erster Linie die Kombination unterschiedlicher Prozessschritte. Jeder Schritt erfordert einen eigenen Anlagentyp. Die weltweit verstreuten Recyclinganlagen verwenden jeweils ein bis maximal drei Verfahren in unterschiedlicher Prozesstiefe unter einem Dach. In manchen Anlagen wird nur gesammelt, in anderen sortiert, und erste mechanische Zerkleinerungsverfahren werden eingesetzt.

Im anschließenden Prozessschritt werden die entstandenen Vorprodukte genommen und einer Form der Pyrolyse (thermo-chemischer Umwandlungsprozess) unterzogen. Je nach Verfahrenstyp wird damit so viel wie möglich an Nickel, Cobalt, Mangan, Graphit, Lithium, Aluminium, Kupfer und anderen Metallen gewonnen (mehr zu den Recyclinganlagen siehe im aktuellen Booklet auf den Seiten 61-63).
Die Königsklasse, den hydrometal­lurgischen Prozess, haben nur wenige Anlagen wie TES, Fortum oder Ecobat (beziehungsweise deren Partnerbetriebe) im Portfolio, zumal die dazu nötige Investion laut Fraunhofer-Institut gut drei Millionen Euro kostet. So etwas wie die Rückgewinnung der Elektrolyte haben sich nur wenige Firmen, beispielsweise Düsenfeld, auf die Fahnen geschrieben.

Ob eine Batterie überhaupt angenommen wird, hängt unter anderem vom Batterietyp ab. Bei Lithium-Metall winken viele ab. Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien, denen eine besonders lange Lebensdauer, gute Sicherheit und eine verbesserte Entlade- und Ladeeffizienz gegenüber anderen Lithiumbatterien nachgesagt wird, werden von den meisten Recyclinganlagen abgelehnt. Mit ihnen ist kaum Geld zu verdienen.

Viele Transporte nötig

Durch die hohe Arbeitsteilung sind jetzt schon viele Transporte zwischen den Anlagen notwendig, auch wenn Zell- oder Batteriehersteller immer wieder den „closed loop“ an möglichst einem Ort versprechen – von der Wiege bis zur Bahre und darüber hinaus wieder zur neuen Ware.

Immerhin bieten einige Recycler neben Logistikdienstleistern auch das Testen von End-of-life-Batterien an, um für den 2nd-Use gegebenenfalls vor Ort einzelne Zellen auszutauschen.

In bestimmten Fällen muss das behandelte Batteriepack (meist mehrere Batterie-Rundzellen zusammen mit dem Batteriemanagementsystem BMS im Gehäuse) oder die Fahrzeugbatterie (meist mehrere Batteriemodule, jeweils aus prismatischen Batteriezellen, mit BMS und Sensoren im Gehäuse) dann erneut einem UN-Transporttest unterzogen werden, dem UN 38.3. Das wiederum zieht weitere Beförderungen nach sich.

Denn je nachdem, ob es sich um „re-use“, „re-purposing“, „re-furbishing“ oder „remanufacturing“ handelt, bleibt eine Zertifzierung intakt oder muss neu eingeholt werden.

Die Definitionen sind bei den Beteiligten derzeit nicht klar umrissen, zu neu ist diese Entwicklung. Laut der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung hat sich zur Klärung eine Arbeitsgruppe der Genehmigungsbehörden formiert.
Sicher ist, dass dank dieser Entwicklung viele Aufgaben auf die Transporteure warten, inklusive der (Zwischen-)Lagerungen.

Wer die Anforderungen an Beförderungen „frischer“ Ware schon nicht unerheblich findet, wird über die Optionen beim Entsorgungstransport gegebenenfalls den Kopf schütteln (mehr siehe dazu im Booklet, S. 44-47).

Daniela Schulte-Brader

Lithium Batteries Special 2023 (digital)

Die Broschüre „Lithium Batteries Special 2023“ ist die neu aufgelegte Fassung des Kompendiums. Sie ist der Aprilausgabe der GEFAHR/GUT beigelegt. Zu beziehen ist sie unter www.heinrich-vogel-shop.de unter dem Stichwort „Lithium“.

Digital ist die Broschüre auch über die Seite www.gg-log.de zu beziehen. Die Vorteile als Nutzer: Sie haben Zugriff auf verschiedene Geräte mit nur einer Lizenz, über aktive Verlinkungen sind Sie schnell auf der gewünschten Seite und können bei den Marktübersichten gleich zu einem der Verpackungs-, Lager-, Logistik- oder Rücknahmeanbieter wechseln.

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