Lithium Ionen

Lithium Ionen – ein Begriff, der in den Medien herumgeistert, aber der Otto Normal Verbraucher weiß damit noch wenig anzufangen. Wenn man sich mit der Thematik Näher beschäftigt, was man alleine als Betreiber von Sammeleinrichtungen zwangsläufig tun muss, ist man überrascht in welchen Geräten diese Batterien enthalten sind und wie gefährlich sie sein können.

Lithium was ist das?

Lithium ist das leichteste Metall auf der Erde und zählt zu den nicht nachwachsenden Rohstoffen. Es kommt zwar häufig vor, allerdings nur in sehr niedrigen Konzentrationen. Daher zählt Lithium zu den seltenen Elementen. Die Bedeutung von Lithium hat mit der Erfindung von Lithium-Batterien, die sowohl leichter als auch langlebiger als konventionelle Nickelbatterien sind, drastisch zugenommen.

Die größten Lithium-Vorkommen befinden sich im sogenannten „Lithium-Dreieck“ zwischen Bolivien, Argentinien und Chile. Für die Erzeugung von Lithium wird das stark mineralhaltige Grundwasser (die Salzlake) zum gezielten Verdunsten in riesige künstlich angelegte Becken gepumpt. Durch zahlreiche Verdunstungsschritte ist es möglich, die benötigte Konzentration an Lithium zu erreichen. Details dazu habe ich auf der Seite von Global 2000 nachgelesen.

Herstellung von Lithium Ionen Batterien

Ein Lithium-Ionen-Akku ist schichtartig aus einer oder mehreren Batteriezellen aufgebaut. Wie das genau aussieht möchte ich euch in dem kurzen Film zeigen, da es so verständlicher ist. In Batterien wird Lithium als Anode verwendet. Das Lithium wird auf eine Aluminiumfolie aufgebracht, die beim Kalandrieren haardünn gepresst wird. Diese Folie ist dünner als ein Haar. Damit sich die Anode und Kathode nicht berühren und so einen Kurzschluss verursachen, sind sie durch ein poröses Kunststoffsandwich getrennt: dem Separator.

Lithium Ionen

In diesem Film sieht man wie die Zellen produziert werden. Der finale Schritt zum fertigen Akku findet in anderen Firmen statt, die hauptsächlich in China sitzen. Diese kaufen die fertigen, einzelnen Zellen und verpacken sie nach Energiebedarf samt einem Managementsystem für die Batterien und den Kabeln in die notwendige Hülle. Sehr detailliert wird das im Akku Netz Magazin beschrieben.

Wo sind Lithium Ionen Batterien enthalten?

  • Handy, Tablet, Laptop, Kameras
  • E – bikes, E – Auto
  • Rasenmäher – Roboter, Staubsauger – Roboter
  • Hoover – Board
  • Modelflugzeugen…uvm

Der Vermerk, welche Batterien enthalten ist, steht immer auf dem Gerät und auch auf der Batterie.

Sammlung und Lagerung

  • Originale Ladegeräte sollen das Überladen verhindern.
  • Verformungen des Gehäuses oder ein heißes Gerät im abgeschalteten Zustand, deuten auf einen kaputten Akku hin
  • Akku Kontakte dürfen nicht mit metallischen Gegenständen in Berührung kommen. Münzen oder Schlüssel sind der Klassiker
  • Ausgediente Geräte zur Sammelstelle bringen. Das aufheben in Garagen oder Schreibtischladen macht keinen Sinn

Hier ein Merkblatt für den sicheren Umgang

Recycling und Verwertung von Lithium Ionen Batterien

Die Batterien können nur recycelt werden, wenn sie bei den Abfallsammelzentren oder im Handel zurückgegeben werden. Sie werden einzeln in kleine Sackerln geben und in speziellen Fässern gelagert. Diese Fässer haben ein Überdruckventil (ähnlich wie ein Kochtopf) und sind mit Vermeculit gefüllt(ein sehr leichter Sand). Es wird damit verhindert, dass sie miteinander in Kontakt treten und falls es zu einer Reaktion kommt, sollte die Energie durch das Überdruckventil ausfahren. Es wird damit eine Explosion verhindert.

Zu Beginn des Recyclingverfahren erfolgt die Entladung der Lithium-Ionen-Batterien. Die crashsichere Außenhülle mit weiteren Haltestrukturen, Kabeln, dem Kühlkreislauf und den Modulen kann mit einfachem Werkzeug demontiert werden und landet sortenrein in Gitterboxen. Das komplette Modul wird in einer inerten Atmosphäre zerlegt. Der Druck wird stark reduziert, wodurch der flüssige Elektrolyt erst verdampft und danach durch Kondensation zurückgewonnen wird. Neben dem mahlenden Schredder läuft der Elektrolyt in einen Behälter. Die Überreste des Batteriemoduls und der Zellen sind jetzt getrocknet und damit unkritisch. Die Trennung der verbliebene Mischung erfolgt durch Magneten oder durch Luft. Die Schnipsel der Separatorfolie, die Eisenmetalle, die Nichteisenmetalle wie Aluminium sowie ein Pulver aus Lithium und den Kathodenresten mit Nickel, Mangan und Kobalt bleiben übrig (Quelle: electrive net).

Brandgefahr durch Lithium Batterien

Man liest immer häufiger von Bränden in Garagen oder bei Entsorgern. Leider ist hier häufig die falsche Lagerung dieser Highttech Batterien Schuld. Um sich einmal vorstellen zu können was dabei abgeht, vor allem wie schnell, möchte ich euch diesen Film empfehlen. Danach hat man mehr Respekt vor diesen Hochleistungsbatterien.

Fazit

Wir erwarten immer leistungsstärkere Geräte. Mit dem Handy soll man fotografieren können, mail schreiben und im Internet surfen können. Roboter sollen uns die Arbeit erleichtern. E-Bikes sollen uns bis ganz nach oben auf den Berg führen. Aber auch E-Autos erobern den Markt und sind möglicherweise eine Alternative zu den herkömmlichen Treibstoffautos. Dafür sind leistungsstarke Batterien notwendig. Die Gefahr die von ihnen ausgeht wird leider oft unterschätzt.

Seid euch bewusst, dass sie gefährlich sein können, sie gehören richtig gelagert, aber auch richtig entsorgt. Bitte in das Abfallsammelzentrum bringen, auch wenn sie noch so klein sind. Wenn sie im Restmüll landen, können durch den Druck im Müllwagen Brände verursachen und spätestens im Werk sind die Vollbrände kaum zu kontrollieren.

Quellen/Nachschlageseiten

Roth International: Batterienrecycling

Recycling Magazin: Recycling Technologie

Elektro Ade: Batterien richtig sammeln

Welche Batterien es noch gibt, findet ihr im folgenden Artikel: Geballte Ladung zwischen den Polen, eure Trennsetterin