Ihre Experten für
Chemische Analytik
Analytik macht Batterierecycling zukunftsfest
Wenige andere Bereiche entwickeln sich derzeit so dynamisch wie das Recycling von Batteriezellen. In der Zukunft wird, unter anderem durch den Ausbau der Elektromobilität, die Menge der in Umlauf befindlichen Lithium-Ionen-Zellen deutlich anwachsen. Zur Entlastung der Umwelt und zur Kostenreduktion für die Hersteller von Batteriezellen ist die Entwicklung effizienter Recyclingverfahren unerlässlich. Derzeit befinden sich viele verschiedene Verfahren im Einsatz.
Im Zentrum unserer Arbeit steht die Analytik der Recyclingfraktionen, wie z.B. Kunststofffolie, Metallfolie, Schwergut und Schwarzmasse, sodass Sie stets über deren Qualität im Bilde sind und dadurch Rückschlüsse auf die Qualität und den Marktwert der Recyclingfraktionen ziehen können. So unterstützen wir Ihr Unternehmen wirksam bei der Rückgewinnung wertvoller Rohstoffe.
Instrumentelle Analytik für
Recyclingfraktionen
- Probenvorbereitung
(sieben, mahlen und aufschließen der Einzelfraktionen) - Bestimmung der Partikelgrößenverteilung
- Bestimmung der Materialzusammensetzung/-konzentrationen, wie z.B. Lithium, Kobalt, Nickel, Mangan, Kupfer oder Aluminium
- Bestimmung von Kunststoffen und deren Anteile
- Bestimmung des VOC-Gehalts
- Bestimmung des Wasser-/Trockengehalts
- Elektrolytanalyse
- Bestimmung von Lösemitteln
Technische Ausstattung des chemischen Labors
Für jede Aufgabenstellung
das richtige Prüfverfahren
Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA oder XRF)
Die RFA ist eine leistungsstarke, zerstörungsfreie Technik für das Recycling von Lithium-Ionen-Batteriezellen. Sie ermöglicht die schnelle Identifikation und Quantifizierung von Metallen wie Kobalt, Nickel und Mangan, unterstützt die wirtschaftliche Rückgewinnung und erleichtert die Unterscheidung von Batterietypen und Elektrodenmaterialien. Zudem überprüft die RFA nach dem Recycling die Reinheit der zurückgewonnenen Rohstoffe.
Optische Emissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES)
Mit der ICP-OES lässt sich die chemische Zusammensetzung von Lithium-Ionen-Batterien mit hoher Genauigkeit analysieren. Diese Technik ermöglicht die exakte Bestimmung der Gehalte von Kobalt, Nickel und Mangan in Elektrodenmaterialien und trägt so zur optimierten Rückgewinnung wertvoller Metalle bei. Darüber hinaus spielt die ICP-OES eine entscheidende Rolle in der Qualitätssicherung, indem sie die Reinheit recycelter Rohstoffe verifiziert.
Gaschromatographie (GC-MS & GC-FID)
Die Kombination aus Gaschromatographie mit Massenspektrometrie (GC-MS) und Flammenionisationsdetektor (GC-FID) ist eine hocheffiziente Methode zur Analyse organischer Verbindungen in Lithium-Ionen-Batterien. Sie erlaubt die detaillierte Untersuchung von Elektrolytbestandteilen, Additiven und Abbauprodukten und hilft dabei, den Zustand der Batterien zu bewerten sowie potenzielle Schadstoffe zu identifizieren. Zudem spielt diese Technik eine wichtige Rolle in der Qualitätskontrolle des Recyclingprozesses, indem sie Verunreinigungen in wiedergewonnenen Elektrolyten oder Lösungsmitteln aufdeckt.
Gaschromatographie (GC-Headspace)
Die Gaschromatographie mit Headspace-Technik (GC-Headspace) ist besonders geeignet zur Untersuchung flüchtiger organischer Verbindungen in Lithium-Ionen-Batterien. Ohne aufwendige Probenvorbereitung können Elektrolytbestandteile, Lösungsmittel und Zersetzungsprodukte effizient identifiziert und quantifiziert werden. Im Recyclingprozess unterstützt diese Methode die Überwachung von Rückständen, die Detektion potenzieller Schadstoffe und die Sicherstellung der Qualität der zurückgewonnenen Materialien.
Ionenchromatographie (IC)
Die IC ist eine hochsensitive Analysetechnik zur Bestimmung anorganischer Ionen und Lithiumsalze in Lithium-Ionen-Batterien. Sie liefert präzise Informationen über Elektrolytbestandteile, Abbauprodukte und Verunreinigungen, was sowohl die Beurteilung des Batterie-Zustands als auch die Optimierung von Recyclingprozessen unterstützt. Zudem sorgt die IC für eine verlässliche Qualitätskontrolle, indem sie die Reinheit der wiedergewonnenen Elektrolytkomponenten nachweist.
Theromogravimetrie (TGA)
Die TGA erlaubt eine detaillierte Untersuchung der thermischen Stabilität und Zusammensetzung von Lithium-Ionen-Batterien. Sie bestimmt präzise den Anteil organischer und anorganischer Komponenten, analysiert Elektrolytverluste und detektiert Zersetzungsprozesse. Im Recyclingprozess trägt die TGA zur Bewertung von Reststoffen und zur Optimierung thermischer Aufbereitungsverfahren bei.
Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC)
Die DSC ist eine effektive Technik zur Untersuchung der thermischen Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien. Sie erlaubt die Bestimmung von Schmelz-, Glasübergangs- und Zersetzungstemperaturen und gibt Aufschluss über das Verhalten von Elektrolyten, Bindemitteln und Elektrodenmaterialien. Im Recyclingprozess dient sie der Sicherheitsbewertung, der Materialoptimierung und der Qualitätssicherung der zurückgewonnenen Rohstoffe.
Karl-Fischer-Titration (KFT)
Die KFT ist ein hochempfindliches Verfahren zur Bestimmung des Wassergehalts in Lithium-Ionen-Batterien. Sie ermöglicht eine exakte Analyse von Elektrolyten, Aktivmaterialien und recycelten Rohstoffen, wodurch Feuchtigkeit als kritischer Faktor für die Batterieleistung und -stabilität kontrolliert werden kann. Ihre Anwendung hilft, die Qualität der Recyclingmaterialien zu sichern und unerwünschte Reaktionen zu vermeiden.
RAMAN-Spektroskopie
Die RAMAN-Spektroskopie liefert wertvolle Einblicke in die chemische Struktur und Phasenzusammensetzung von Lithium-Ionen-Batterien. Sie gestattet eine detaillierte Analyse von Elektrodenmaterialien, Bindemitteln und Elektrolyten und kann strukturelle Veränderungen durch Alterung oder Degradation identifizieren. Im Recyclingprozess spielt diese Methode eine zentrale Rolle bei der Qualitätssicherung und der Charakterisierung der zurückgewonnenen Materialien.
FTIR-Spektroskopie
Die FTIR-Spektroskopie bietet eine präzise Möglichkeit zur Identifikation organischer und anorganischer Verbindungen in Lithium-Ionen-Batterien. Sie erlaubt die Analyse von Elektrolyten, Bindemitteln und Zersetzungsprodukten und macht chemische Veränderungen durch Alterung sichtbar. Im Recyclingprozess dient die FTIR zur Qualitätskontrolle und Charakterisierung der Recyclingmaterialien.
Rasterelektronenmikroskopie mit EDX (REM-EDX)
Die REM-EDX ermöglicht eine hochauflösende Untersuchung der Mikrostruktur und der chemischen Zusammensetzung von Lithium-Ionen-Batterien. Diese Methode erlaubt eine detaillierte Analyse von Elektrodenmaterialien, Partikelmorphologie und Elementverteilung. Im Recyclingprozess unterstützt sie die Identifikation von Verunreinigungen, die Qualitätskontrolle und die Optimierung der Wiedergewinnung wertvoller Rohstoffe.
AKKREDITIERTES PRÜFLABOR
FÜR Batteriezellenanalytik
Die Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH (DAkkS) hat nach DIN EN ISO/IEC 17025 folgende Anwendungen akkreditiert: Chemische und physikalisch-chemische Prüfungen an Kunststoffen und Elastomeren zur Bestimmung der thermischen Eigenschaften und Zusammensetzung, Elementbestimmung, Identifizierung und Quantifizierung von organischen und anorganischen Stoffen, Werkstoffen, Rückständen, Ablagerungen und Verschmutzungen mittels FT-lR- und energiedispersiver (EDX) Spektroskopie. Damit gehören wir zu den wenigen Prüflaboratorien in Europa, bei denen alle Fachbereiche erfolgreich akkreditiert wurden.
Lesen Sie hier mehr darüber, welche Vorteile Ihnen unsere Akkreditierung bietet:
Häufig gestellte Fragen zu Batteriezellenanalytik und -recycling
Wie begleitet die Batteriezellenanalytik den Recyclingprozess?
Die Batteriezellenanalytik kann während des gesamten Recyclingprozesses zum Einsatz kommen. Dies beginnt bei der Analytik der Schwarzmasse, wodurch konkrete Rückschlüsse auf deren Marktwert möglich sind, und reicht über die Kontrolle der Reinheit der Recyclingfraktionen bis zur Bestimmung von deren physikalisch-chemischen Eigenschaften. Je nach Fragestellung setzen wir dabei unterschiedliche Verfahren ein, wie die Rasterelektronenmikroskopie, die Karl-Fischer-Titration oder als nicht zerstörende Prüfung die Röntgenfluoreszenzanalyse u. v. m.
Welche Rolle spielt die Batteriezellenanalytik für die Batterieforschung?
Derzeit werden viele verschiedene Verfahren zum Recycling von Batterien eingesetzt. Die Herausforderung für die Batterieforschung liegt unter anderem darin, Verfahren zu entwickeln, die sowohl wirtschaftlich sinnvoll als auch technisch effizient und umweltverträglich sind.
Auch hier leistet die Analytik von Batteriezellen einen wertvollen Beitrag, etwa indem sie die Reinheit der Recyclingfraktionen bestimmt, die mit einer bestimmten Methode gewonnen wurden. So sind direkte Vergleiche zwischen verschiedenen Methoden möglich.
QUALITY ANALYSIS
DER RICHTIGE PARTNER
FÜR die Chemische Analytik
Was können wir für Sie untersuchen?
Wir beraten Sie gerne zu den zahlreichen Möglichkeiten und kombinierten Analysemethoden. Das Ziel: die beste, wirtschaftlichste und effizienteste Analyse Ihrer Proben.