Recycling von Lithium-Ionen Akkumulatoren Dieter Offenthaler, Geschäftsführer 31.10.2018 Seite 1
BATREC Kurzportrait Eigentümer: Jahresumsatz: Veolia 17 Mio. CHF Mitarbeiter: 75 Gründungsjahr: 1989 Geschäftsbereiche: - Recycling von Batterien - Behandlung quecksilberhaltiger Abfälle - Reaktivierung von Aktivkohle 31.10.2018 Seite 2
Rücklaufquote von Batterien in der Schweiz Rücklaufquote gebührenbelasteter Geräte- und Industriebatterien 4500 4000 Absatzmenge Rücklaufmenge 80% 70% 65% 71% 71% 69% 67% 73% 70% 71% 67% 68% 66% 3500 60% 3000 2500 2000 1500 1000 500 Rücklaufquote [%] 50% 40% 30% 20% 10% 0 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 0% 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Absatzmenge steigt kontinuierlich an Rücklaufmenge bleibt gleich Rücklaufquote sinkt dadurch etwas ab 31.10.2018 Seite 3
Menge [t] Rücklaufquote von Batterien in der Schweiz Fokus Li-Ionen Rücklaufquote gebührenbelastete Geräteund Industriebatterien (exkl. Lithium-Ionen) 4000 Absstzmenge 3500 Rücklaufmenge 3000 3100 2988 3056 2500 2345 2439 2449 2000 1500 1000 500 0 2015 2016 2017 nahezu 80% Rücklaufquote bei klassischen Batterien 31.10.2018 Seite 4
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 1292 3500 3000 3100 2988 Rücklaufmenge 3056 1200 1000 Rücklaufmenge 969 1125 2500 2345 2439 2449 800 2000 600 1500 1000 500 400 200 159 177 192 0 2015 2016 2017 0 2015 2016 2017 nahezu 80% Rücklaufquote bei klassischen Batterien nur knapp 15% Rücklaufquote bei Li-Ionen Akkus 31.10.2018 Seite 4
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% 2014 2015 2016 2017 2018 knapp 50% der zurückgenommenen Li-Ionen-Akkus kommen schon über die Mitte 2016 eingeführten Stahlfässer zurück 31.10.2018 Seite 5
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 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 1'000 0 0 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 31.10.2018 Seite 6
Aufbau eines Lithium-Ionen Akkumulators http://www.bine.info 31.10.2018 Seite 7
Vergleich Lithium-Ionen Zellchemie Zusammensetzung Kathodenmaterial unterschiedlicher Zelltypen: 35 61 41 20 35 19 17 17 11 6 4 4 7 7 7 7 7 7 7 7 Kyburz 49 Tesla 33 33 33 33 33 33 33 33 2 2 3 9 L M O L F P N C A N C A + L C O NMC ( 1 1 1 ) 55 60 Mobiltelefone Notebooks 20 18 20 24 N M C ( 4 3 3 ) 12 12 30 NMC ( 5 3 2 ) EV s E-Bikes 6 36 48 NMC ( 6 2 2 ) NMC ( 8 1 1 ) Sauerstoff Phosphor Eisen Aluminium Kobalt Nickel Mangan Lithium 31.10.2018 Seite 8
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 31.10.2018 Seite 9
Recyclingweg für LiFePO 4 -Akkumulatoren 31.10.2018 Seite 10
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 111 7.2% 7.2% 7.2% NMC 622 4.3% 13.0% 4.3% NMC 811 2.2% 17.3% 2.2% LCO 21.6% - - 31.10.2018 Seite 11
Recyclingwege für Li-Ionen-Batterien (Ni- & Co-Basis) 31.10.2018 Seite 12
Recyclingweg für Li-Ionen-Batterien bei Batrec / Veolia 31.10.2018 Seite 13
Recyclingwege für Li-Ionen-Batterien bei Batrec / Veolia 31.10.2018 Seite 14
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! 275 250 225 200 175 104 150 andere 125 Batterien 100 95 75 50 118 53 25 41 18 0 2010 2017 2025 275 250 225 200 117 175 117 150 Projekte 125 15 12 25 Recycling 20 100 aktuelle Produktion 75 50 115 125 105 115 25 0 2017 min 2017 max 2025 min 2025 max andere: Superlegierungen, Werkzeuge und Hartmetalle Quelle: McKinsey - Lithium and cobalt: A tale of two commodities 31.10.2018 Seite 15
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) 31.10.2018 Seite 16
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! BATREC Industrie AG Niesenstrasse 44 CH-3752 Wimmis batrec@batrec.ch www.batrec.ch Kontakt: Dieter Offenthaler, Geschäftsführer Tel.: +41 79 724 2430 Email: dieter.offenthaler@batrec.ch 31.10.2018 Seite17