Oxide-based lithium solid-state batteries from a recycling perspective
Access to cheap and clean energy is key to our society's prosperity (Smalley, 2005). Therefore, electrochemical energy conversion and storage technologies are paramount for the energy transition to combat climate change. Ever since the commercialization of lithium-ion batteries (LIBs) by Sony in the 1990s (Nagaura 1990), LIBs have proven to be reliable and efficient in terms of lifetime and energy as well as power density (Janek & Zeier 2016). LIBs with intercalation cathode active material (CAM), liquid electrolyte, and graphite anode have dominated the battery market
since their introduction.
Within a circular economy framework, recycling concepts for solid-state batteries (SSBs) need to be developed before widespread application to ensure sustainable production. A promising oxide-based solid-state electrolyte (SSE) is garnet-type Li7La3Zr2O12 (LLZO), which possesses a high ionic conductivity, a wide electrochemical window, and good stability toward Li metal. From a recycling perspective, available cell designs are analyzed, and implications for recycling are deduced. The cell design is subject to change, and the cell components are intimately mixed. In addition, new raw materials will be introduced into the recycling process, which are not included in current battery generations. Hence, SSBs present new challenges for recycling. As the mechanical separation of the cell components is difficult to achieve, hydrometallurgical processes will need to be developed.
| Copyright: | © Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben | |
| Quelle: | Recy & Depotech 2022 (November 2022) | |
| Seiten: | 6 | |
| Preis inkl. MwSt.: | € 3,00 | |
| Autor: | Kirstin Schneider  Prof. Dr. Daniel Goldmann | |
| Artikel weiterleiten | In den Warenkorb legen
| Artikel kommentieren |
Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:
Demontage von Elektroaltgeräten ist ein Werkzeug für die Kreislaufwirtschaft
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (1/2023)
Bei der Verwertung von Elektroaltgeräten gehen wertvolle, kreislauffähige Rohstoffe verloren. Um der aktuellen Gesetzgebung gerecht zu werden, müssen alternative Verwertungsmethoden herangezogen werden. Die Möglichkeiten und Grenzen werden eingeordnet.
Optimierte kommunale Erfassung von Elektroaltgeräten, Lithium-Jonen Akkus und Waren zur Wiederverwendung
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2022)
Die Idee, Elektrogeräte überdacht am Annahmetisch anzunehmen sowie gut
erhaltene Dinge aus dem Abfallstrom zu retten und für die Wiederverwendung zu erhalten, wurde im Modellprojekt Dasing realisiert. Alle Beteiligten im Landkreis Aichach-Friedberg, von Politik bis Presse, von den Mitarbeiter:innen bis zu den Besucher:innen der Wertstoffhöfe sind mit der Materie vertraut und der Umsetzung mehr als zufrieden.
Bewertung der Recyclingfähigkeit von Elektroaltgeräten: Ein praxisbezogenes
Modell
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2022)
Die Bedeutung von Elektrogeräten nimmt im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung immer weiter zu. Dies ist anhand der steigenden Sammelmengen von Elektro- und Elektronikaltgeräten (EAG) nach dem Tätigkeitsbericht der Elektroaltgeräte Koordinierungsstelle 2020 (kurz EAK) auch in der Abfallwirtschaft ersichtlich. Jedoch werden nach Schätzungen von Eurostat (Europäische Kommission, 2020) nur 40 % der EAG in der EU recycelt.
Mögliches Verfahrenskonzept und Versuch einer Kostenabschätzung zur mechanischen Auftrennung von Photovoltaikmodulverbunden
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2022)
Für die Übernahme von Photovoltaikmodulen zur Entsorgung sind neben den Allgemeinden Vorgaben des Abfallwirtschaftsgesetzes und der Abfallverzeichnisverordnung die WEEE (in Österreich über die Elektroaltgeräteverordnung festgelegt) sowie die Abfallbehandlungspflichtenverordnung heranzuziehen. Während sich durch die Pflichtenverordnung detaillierte Vorgaben hinsichtlich Transportes und getrennter Erfassung von Photovoltaikmodulen ergeben, ordnet die Verzeichnisverordnung den Modulen eine Abfallschlüsselnummer zu. Über die EAG-VO ergeben sich Vorgaben hinsichtlich der zu erzielenden Verwertungsquoten bei der Zerlegung der PV-Module.
Smartes Recycling mit dem digitalen Produktpass – Welche Informationen braucht es und welche Herausforderungen gilt es zu meistern in der Abfallbehandlung von Elektro- und Elektronikgeräten?
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2022)
Die globale Produktion und der Konsum von Elektro- und Elektronikgeräten (EEE) gehören derzeit zu den stärksten wachsenden Wirtschaftsbereichen und Abfallströmen. Im Jahr 2018 wurden rund 10,3 Tonnen EEE in den Europäischen Markt gebracht, wovon 38,9% recycelt wurden. Folgt man den Prognosen wird sich das Marktwachstum und die damit verbundenen Elektroschrottmengen in Zukunft weiterhin massiv steigern, sofern sich die Praktiken aller Wirtschaftsakteure nicht ändern (EC 2019).
