Was sind eigentlich Lithium-Akkus und wie werden sie recycled?
Lithium-Ionen-Batterien sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Was sind eigentlich Lithium-Ionen-Akkus und wofür werden sie verwendet?
Wie funktioniert ein Lithium-Ionen-Akku?
Wie jede Batterie braucht ein Lithium-Ionen-Akku zwei verschiedene Materialien, die in zwei separaten Zellen getrennt sind, allerdings Teilchen über eine Membran austauschen. Beim Entladen, zum Beispiel beim Benutzen deines Smartphones wird die Anode (Minuspol) entladen – d.h. sie gibt Elektronen ab. Diese wandern durch den Verbraucher bis zur Kathode (Pluspol). Durch diese Reaktion werden an der Kathode (Pluspol) Ionen (positiv geladene Teilchen) gebildet, die zur Anode durch die Membran wandern.
Beim Aufladen eines Akkus wird durch das Anlegen einer Spannung vom Stromnetz der Prozess umgedreht – die Ionen wandern zum Pluspol, die Elektronen zum Minuspol.
Lithium
Lithium ist das leichteste Metall der Welt. Es kommt in der Erde recht häufig vor, aber meist in einer sehr niedrigen Konzentration. Am meisten Lithium wird in Australien, Chile, China und Argentinien abgebaut. Zu 75 Prozent wird Lithium in Batterien verwendet, es kommt aber auch zum Beispiel in Keramik und Glas oder in der Elektronikindustrie zum Einsatz.
Was sind Lithium-Ionen-Batterien und Lithium-Metall-Batterien?
Lithium-Ionen-Batterien sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Man findet sie in Herzschrittmachern, E-Autos, Smartphones, Laptops, Bluetooth-Kopfhörern und vielen anderen Geräten. Lithium-Ionen-Batterien werden auch als Li-Ion-Batterie oder LIB bezeichnet. Sie sind wieder aufladbar und mittlerweile sehr leistungsstark bzw. halten sie über viele Ladezyklen hinweg die gleiche Spannung.
Im Bereich der Batterieentwicklung wird viel geforscht, um die Batterien noch leichter, leistungsstärker und länger haltbar zu machen. Forschung gibt es auch bei Lithium-Metall-Batterien. Diese haben das Potential, die neue Generation von Batterien zu werden. Sie weisen eine sechs- bis zehnfach höhere Energiedichte als Lithium-Ionen-Batterien auf. Sie sind daher bei gleicher Leistung kleiner und leichter und könnten daher die Reichweite von E-Autos erhöhen.
Entsorgung von Lithium Batterien
Generell sollten Batterien nur fachgerecht entsorgt werden. Dabei wird jedenfalls sichergestellt, dass diese Batterien einem ressourcenschonenden und umweltfreundlichen Recycling zugeführt werden. Nutze dafür die vielen Altbatterien-Sammelboxen im Handel oder die Sammelstellen an deinem Wohnort (zB Mistplätze). Dies gilt auch für Lithium-Ionen-Akkus.
Werden Lithium Batterien im Restmüll weggeworfen, gehen wertvolle Sekundärrohstoffe wie Lithium, Kobalt, Aluminium, Eisen, Kupfer etc. verloren, die in der Kreislaufwirtschaft wiederverwendet werden können.
Kreislaufwirtschaft
Kreislaufwirtschaft bedeutet, dass der Lebenszyklus von Produkten und Materialien so lange wie möglich verlängert wird. Dies ist z.B. durch Wiederverwendung, Reparatur oder Recycling möglich.
Darüber hinaus können diese Lithium-Ionen-Batterien im Restmüll auch leicht beschädigt werden. Dann sind sie leicht entzündlich und können schwere Brände verursachen. Lithium Batterien bzw. elektrische Gegenstände, die Lithium-Ionen-Batterien beinhalten, haben daher im Restmüll nichts verloren.
Wie werden Lithium Batterien recycled?
Gerade das Trennen von Batterie und Gerät ist oft sehr schwer, da z.B. Smartphones verklebt werden, um eine Wasserdichtheit zu gewährleisten. Auch E-Scooter haben oft fest verbaute Akkus, bei einem defekt muss das gesamte Gerät entsorgt werden. Achte beim Kauf eines Scooters darauf, ob der Akku getauscht werden kann.
Bei der Entsorgung von Lithium-Ionen-Batterien wird in Gerätebatterien (Batterien in Haushaltgeräten) und Industriebatterien (Batterien in E-Autos, E-Bikes, E-Scootern) unterschieden. Da jeder Hersteller eine eigene Materialmischung bei den Lithium-Batterien verwendet, ändert sich die Zusammensetzung der Batterien ständig. Leider ist dadurch ein einheitliches Recycling nicht möglich.
Dennoch können mit richtigem Recycling bis zu 70 Prozent einer Lithium-Batterie verwertet werden. Dabei wird zuerst die Batterie vollständig entladen und danach zerlegt. Danach erfolgt eine thermische Behandlung. Anschließend werden durch Siebung, Zerkleinerung und Magnetabscheidung verschiedene Metalle wie z.B. Eisen, Aluminium, Kupfer herausgefiltert. Was in diesem Schritt nicht recycled werden kann, wie z.B. Kunststoffe und Harze, werden in Abfallverwertungsanlagen zu wertvoller Energie umgewandelt.
Second-Life für Lithium-Batterien?
Eine weitere Möglichkeit, anstatt die Batterien zu recyclen ist es, den Lebenszyklus so lange wie möglich aufrechtzuerhalten. Es wird daran geforscht, ob gebrauchte Lithium-Batterien von E-Autos z.B. als Speicher weiterverwendet werden können.
Diese Speicher lassen sich z.B. zur Stabilisierung des Stromnetzes nutzen. Damit tragen solche ausgedienten Akkus auch noch zur erneuerbaren Energiewende bei und werden ganz im Sinne der Kreislaufwirtschaft wiederverwendet.
