Recycling von Lithium-Ionen Akkumulatoren

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1 Recycling von Lithium-Ionen Akkumulatoren Dieter Offenthaler, Geschäftsführer Seite 1

2 BATREC Kurzportrait Eigentümer: Jahresumsatz: Veolia 17 Mio. CHF Mitarbeiter: 75 Gründungsjahr: 1989 Geschäftsbereiche: - Recycling von Batterien - Behandlung quecksilberhaltiger Abfälle - Reaktivierung von Aktivkohle Seite 2

3 Rücklaufquote von Batterien in der Schweiz Rücklaufquote gebührenbelasteter Geräte- und Industriebatterien Absatzmenge Rücklaufmenge 80% 70% 65% 71% 71% 69% 67% 73% 70% 71% 67% 68% 66% % Rücklaufquote [%] 50% 40% 30% 20% 10% % Absatzmenge steigt kontinuierlich an Rücklaufmenge bleibt gleich Rücklaufquote sinkt dadurch etwas ab Seite 3

4 Menge [t] Rücklaufquote von Batterien in der Schweiz Fokus Li-Ionen Rücklaufquote gebührenbelastete Geräteund Industriebatterien (exkl. Lithium-Ionen) 4000 Absstzmenge 3500 Rücklaufmenge nahezu 80% Rücklaufquote bei klassischen Batterien Seite 4

5 Menge [t] Menge [t] Rücklaufquote von Batterien in der Schweiz Fokus Li-Ionen Rücklaufquote gebührenbelastete Geräteund Industriebatterien (exkl. Lithium-Ionen) nur Lithium-Ionen 4000 Absstzmenge 1400 Absatzmenge Rücklaufmenge Rücklaufmenge nahezu 80% Rücklaufquote bei klassischen Batterien nur knapp 15% Rücklaufquote bei Li-Ionen Akkus Seite 4

6 Rücklaufquote von Batterien in der Schweiz Fokus Li-Ionen Anteil Lithium-Ionen Akkus im angelieferten Mix 11.0% 10.0% 9.0% 8.0% 7.0% 6.0% 5.0% 4.0% 3.0% 2.0% 1.0% 0.0% knapp 50% der zurückgenommenen Li-Ionen-Akkus kommen schon über die Mitte 2016 eingeführten Stahlfässer zurück Seite 5

7 Anzahl Neuimmatrikulationen Batteriegewicht [t] Li-Ionen Akkus aus der Elektromobilität Branchenziel auto-schweiz: 10/20 30'000 25'000 20'000 15'000 7'000 6'000 5'000 4'000 3'000 10'000 2'000 5'000 1' HEV & PHEV HEV & PHEV erw. EV EV erw. HEV & PHEV = 88 kg EV = 500 kg HEV & PHEV erw. EV erw. Datenquelle: auto-schweiz HEV (~50 kg) ca. 75% PHEV (~200 kg) ca. 25 % BMW i3 (EV): ~256 kg Tesla Modell S (EV): ~550 kg Seite 6

8 Aufbau eines Lithium-Ionen Akkumulators Seite 7

9 Vergleich Lithium-Ionen Zellchemie Zusammensetzung Kathodenmaterial unterschiedlicher Zelltypen: Kyburz 49 Tesla L M O L F P N C A N C A + L C O NMC ( ) Mobiltelefone Notebooks N M C ( ) NMC ( ) EV s E-Bikes NMC ( ) NMC ( ) Sauerstoff Phosphor Eisen Aluminium Kobalt Nickel Mangan Lithium Seite 8

10 Beispielhafte Zusammensetzung einer LiFePO 4 -Zelle Beispielhafte Zusammensetzung LiFePO 4 -Akkumulatoren Material Gehalte versch. Zellen Bauteil LiFePO 4 23% 31% 27% Al 6% 8% 7% Graphit 12% 18% 15% Cu 7% 12% 12% LiPF 6 4% 3% organ. Elektrolyt 13% 8% 19% PP & PE 2% 19% 4% Aluminium 8% Stahl 38% Kathode Anode Elektrolyt Gehäuse & Separator Seite 9

11 Recyclingweg für LiFePO 4 -Akkumulatoren Seite 10

12 Beispielhafte Zusammensetzung von NMC- & LCO-Zellen Material % Bauteil Stahlgehäuse 16.3% Gehäuse Cu-Folie 8.8% Anode Graphit 20.9% Al-Folie 3.8% Kathodenpulver 36.1% Co & Ni+Co+Mn 21.6% Kathode Lithium 2.6% Sauerstoff 11.9% Elektrolyt 12.8% Elektrolyt Seperator 1.4% Seperator Co Ni Mn NMC % 7.2% 7.2% NMC % 13.0% 4.3% NMC % 17.3% 2.2% LCO 21.6% Seite 11

13 Recyclingwege für Li-Ionen-Batterien (Ni- & Co-Basis) Seite 12

14 Recyclingweg für Li-Ionen-Batterien bei Batrec / Veolia Seite 13

15 Recyclingwege für Li-Ionen-Batterien bei Batrec / Veolia Seite 14

16 Co-Bedarf [kt/jahr] Co-Produktion [kt pro Jahr] Treiber für ein Recycling Bedarf an Kobalt Bedarf wird von 136 kt auf 222 kt pro Jahr steigen = +63% Anteil des Verbrauchs der Batterien an der Co-Weltproduktion steigt von 30% auf 53% Produktionskapazitäten dringend benötigt! andere 125 Batterien Projekte Recycling aktuelle Produktion min 2017 max 2025 min 2025 max andere: Superlegierungen, Werkzeuge und Hartmetalle Quelle: McKinsey - Lithium and cobalt: A tale of two commodities Seite 15

17 Treiber für ein Recycling Bedarf an Kobalt ca. 65% der Minenproduktion 2017 kommen Co-Minenproduktion 2017 aus dem Kongo Top 3 Produzenten verantwortlich für <40% der Minenproduktion (Glencore 22%; DRC state miner Gecamines 9%; China Molybdenum 7%) 2.70% 13.70% 2.80% 2.90% 3.10% 3.10% 3.30% 4.40% 63.80% 90% der Co-Minenproduktion entsteht als Nebenprodukt von Cu- (55%) und Ni-Minen (35%) DR Kongo Russland Madagaskar Papua Neuguinea andere Australien Philippinen Kuba Neukaledonien Quelle: Wood Mackenzie, LME (RHS) Seite 16

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! BATREC Industrie AG Niesenstrasse 44 CH-3752 Wimmis Kontakt: Dieter Offenthaler, Geschäftsführer Tel.: Seite17