KDBR – KYBURZ Direktes Batterie Recycling

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502418

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Das vorliegende Projekt hat folgenden Inhalt: Lithium-Ionen-Batterien spielen bei der Energiewende eine zentrale Rolle. Erreichen die Batterien das Ende ihrer Lebensdauer, werden sie geschreddert und hydro- und/oder pyrometallurgisch behandelt. Diese Recyclingverfahren zerstören die Materialmorphologie und erfordern einen hohen Aufwand bei der Materialaufbereitung. Sie sind energieintensiv und potenziell umweltbelastend. KYBURZ realisiert als erste Firma direktes Recycling für Lithium-Ionen-Batterien. Ein innovatives Verfahren ermöglicht die Rückgewinnung von über 96% der endlichen Ressourcen und eine Reduktion des Energiebedarfs um über 80% gegenüber den gängigen Methoden. Die Neuartigkeit des Verfahrens besteht darin, dass die Batterien - anstatt geschreddert zu werden - dank prozesstechnischen Vorganges verunreinigungsfrei in ihre Ausgangsmaterialien aufgetrennt werden. Die Aktivmaterialien behalten ihre Eigenschaften für die Lithiumeinlagerung und können mit minimalem Aufwand für den erneuten Einsatz aufbereitet werden.

Kurzbeschreibung (Englisch)

This project has the following content: Lithium-ion batteries play a central role in the energy transition. When the batteries reach the end of their service life, they are shredded and hydro- and/or pyrometallurgically treated. These recycling processes destroy the material morphology and require a great deal of material processing. They are energy intensive and potentially harmful to the environment. KYBURZ is the first company to realize direct recycling for lithium-ion batteries. An innovative process enables the recovery of over 96% of finite resources and a reduction in energy requirements of over 80% compared to current methods. The novelty of the process lies in the fact that the batteries - instead of being shredded - are separated into their original materials without contamination thanks to process engineering. The active materials retain their properties for lithium storage and can be prepared for reuse with minimal effort.

Kurzbeschreibung (Französisch)

Le présent projet a le contenu suivant : les batteries lithium-ion jouent un rôle central dans la transition énergétique. Lorsque les batteries arrivent en fin de vie, elles sont déchiquetées et traitées par hydro et/ou pyrométallurgie. Ces procédés de recyclage détruisent la morphologie des matériaux et nécessitent un traitement important des matériaux. Ils sont gourmands en énergie et potentiellement polluants. KYBURZ est la première entreprise à réaliser un recyclage direct pour les batteries lithium-ion. Un procédé innovant permet de récupérer plus de 96% des ressources épuisables et de réduire les besoins en énergie de plus de 80% par rapport aux méthodes courantes. La nouveauté du procédé réside dans le fait que les batteries - au lieu d'être broyées - sont séparées en leurs matériaux de base sans impuretés grâce à un processus technique. Les matériaux actifs conservent leurs propriétés pour le stockage du lithium et peuvent être traités avec un minimum d'efforts en vue d'une nouvelle utilisation.

Publikationen / Ergebnisse (Englisch)

KYBURZ and Empa are jointly developing a direct recycling process for lithium iron phosphate (LiFePO4) batteries. The project aims to recover high-quality materials from the batteries while minimizing energy consumption and maximizing the recovery rate. Instead of shredding the batteries, they are separated into individual components, which allows the active materials to retain the structural and electrochemical properties of the active materials to be reused to produce new battery cells. The focus is on a water-based separation process, along with thermal methods, to efficiently separate the active materials from the current collectors. Compared to the centrifugation method, filter press techniques have shown promising results in achieving solid recovery rates, and the wastewater analysis indicates that most elements are below disposal thresholds. Various analyses have been conducted on the recovered active materials, including elemental, structural, and electrochemical methods. The project aims to demonstrate a pilot plant for the water-based separation process and intends to refine and optimize the recovery techniques in the second phase, aiming for electrochemical properties comparable to pristine lithium iron phosphate batteries.

Zugehörige Dokumente

• Interim report 2022_english [PDF] 344 kB