ENGINEERINGNET.BE - LFP-batterijen, een specifiek type van lithium-ion batterijen, zijn goedkoper dan andere lithium-ion batterijen, kennen een lange levensduur, vragen weinig tot geen onderhoud, zijn veilig, licht in gewicht en kennen een verbeterde laad- en ontlaadefficiëntie.
Ze maken dan ook een groot deel uit van de batterijmarkt en worden steeds meer ingezet in voertuigen, thuisbatterijen en e-bikes/e-steps. Hun lage kostprijs is meteen ook een grote hindernis bij recyclage.
Ze bevatten weliswaar kritieke grondstoffen zoals lithium, fosfor en grafiet, maar door hun lage economische waarde wordt de recyclage ervan momenteel gezien als niet kostenefficiënt.
Hoewel steeds meer LFP-batterijen ingezet worden, zullen tegen 2030 meer dan 40% van de te recycleren Li-ion batterijen van het LFP-type zullen zijn, en dringt de nood aan een performante manier van recycleren zich dus op.
In het ACROBAT-project hebben het Belgische VITO en de KULeuven, het Duitse Fraunhofer ILT, het Italiaanse ENEA en het Duitse batterijrecyclagebedrijf Accurec Recycling bestudeerd op welke manier innoverende en milieuvriendelijke processen en scheidingstechnieken ervoor kunnen zorgen dat een maximale hoeveelheid batterij-materialen teruggewonnen kunnen worden en als hoogwaardige producten opnieuw in het productieproces kunnen opgenomen worden.
In een eerste fase is gekeken naar de voorbehandeling van de batterijen waarbij de waardevolle fracties werden weerhouden voor verdere recyclage.
Deze behandeling produceerde materiaalfracties met lagere verontreinigingen en een ‘black mass’ van hoge zuiverheid werd verkregen.
Tijdens het project is men erin geslaagd om de black mass op een loopband te scannen met een volledig optische analysetechnologie, de LIBS-technologie, om de samenstelling ervan te bepalen.
Met deze technologie kan men, in tegenstelling tot andere technologieën, ook lithium en koolstof detecteren. Tijdens het project is men er ook in geslaagd om dit kathode- en anodemateriaal van elkaar te scheiden.
Een hydrothermisch proces werd ontwikkeld om dit materiaal te herstellen en de ontbrekende lithium-ionen terug aan te brengen, terwijl de nodige reactietijd sterk werd ingekort.
Het verkregen materiaal kan overigens onmiddellijk terug ingezet worden als kathodemateriaal in nieuwe batterijen.
Verder kon ook lithium herwonnen worden uit de black mass en direct omgezet worden naar lithiumhydroxidemonohydraat van hoge zuiverheid.
Klik hier voor meer informatie over dit project.
