Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) in Stuttgart hat einen neuartigen Recyclingprozess für Lithium-Akkus entwickelt. Durch das Projekt „RecycleMat“ können Aktivmaterialien aus gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien wiederaufbereitet und direkt in neuen Batterien eingesetzt werden, erklärte das Forschungsinstitut Anfang August.
Ziel des Prozesses sei es, auch Grafit zurückzugewinnen. Das war bei den bisher bekannten Recyclingprozessen noch nicht möglich. Zudem soll auch Lithium durch das neue Verfahren effizienter wiedergewonnen werden können. Das Entwicklungsprojekt wurde vom baden-württembergischen Wirtschaftsministerium mit 870.000 € finanziell unterstützt.
Das ZSW musste neue Ansätze für das Recycling des Grafits entwickeln, da der Rohstoff heutzutage nicht recycelt, sondern meistens einfach verbrannt wird. Durch eine komplexe Temperaturbehandlung konnte die Partikeloberfläche von Verunreinigungen befreit und die kristalline Materialstruktur wiederhergestellt werden. Das derart nachbehandelte Grafitpulver verfügt über 95 Prozent des spezifischen Energieinhalts des Ausgangsmaterials und kann direkt wieder in neuen Batterien verbaut werden, erklärte das Forschungsinstitut.
Das ZSW-Verfahren für das Recycling von Kathodenmaterialien entspricht im Wesentlichen dem des Graphits und vermeidet somit eben diese energieintensiven chemischen Schritte. Nach nur zwei relativ einfachen Prozessschritten können die Kathodenmaterialien direkt wieder in neuen Batterien eingesetzt werden und erreichen ebenfalls deutlich mehr als 90 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität, berichtet das Wasserstoffzentrum.
„Das neue Recyclingverfahren ermöglicht es, ausrangierte Batterieelektroden mit einer Kathodenstruktur aus den heute gängigen Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxiden und einer Anode aus Graphit zu reaktivieren und dann direkt in neuen Zellen einzusetzen“, erklärte Marilena Mancini, wissenschaftliche Leiterin des Projekts.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren blieben die Aktivmaterialien bei dem neuen Prozess als solche erhalten und würden nach Wiederherstellung der ursprünglichen Funktionalität direkt in neuen Batterien wiederverwendet, ergänzte die Wissenschaftlerin.
Mit Blick auf die aktuellen Herausforderungen durch gestörte Lieferketten würden mit diesem Projekt auch die Anpassungsfähigkeit und Wettbewerbsfähigkeit des Standorts Baden-Württembergs erhöht, betonte Landeswirtschaftsministerin Nicole Hoffmeister-Kraut (CDU).
ZSW unterstreicht Nutzen
des Batterierecyclings
Das Wasserstoffzentrum betonte den Nutzen des Batterierecyclings und der Rückgewinnung kritischer Metalle. In einer Tonne nickelhaltigem Gestein aus einer Kupfermine ließen sich nur rund 20 Kilogramm Nickel gewinnen, erklärte das ZSW. In einer für einen Mittelklassewagen üblichen Lithium-Ionen-Batterie seien allein 60 Kilogramm Nickel enthalten.
Bei einem Batteriegewicht von 500 Kilogramm entspreche dies sogar einer fünffachen Anreicherung an Nickel im Vergleich zur Mine. Bei Lithium ist dieser Faktor noch viel höher: Sechs Kilogramm Lithium in einer Batterie ersparen beim erfolgreichen Recycling das Aufarbeiten mehrerer tausend Kubikmeter an lithiumhaltiger Salzlösung, ergänzte das ZSW.
