ZSW entwickelt Recycling-Verfahren für Aktivmaterialien

Im Projekt „Kathoden- und Anodenmaterialien aus recycelten Lithium-Ionen-Batterien (RecycleMat)“, hat das ZSW ein Verfahren entwickelt, durch welches Aktivmaterialien aus gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien wiederaufbereitet und direkt in neuen Batterien eingesetzt werden können.

Die mit dem neuen Verfahren reaktivierten Materialpulver sollen 95 Prozent ihrer Ausgangskapazität erreichen. Die Forschenden haben aus solchem Recycling-Material bereits neue Batteriezellen hergestellt und elektrochemisch vermessen.

In dem vom baden-württembergischen Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus seit August 2020 mit 870.000 Euro geförderten Projekt hat das ZSW wie erwähnt ein Verfahren entwickelt, um die Aktivmaterialien von Kathode, dem Plus-Pol der Batterie, und Anode, dem Minus-Pol, aus gebrauchten oder defekten Batterieelektroden mechanisch zu trennen, zu reinigen und über eine Wärmebehandlung zu neuwertigen Pulvern aufzubereiten.

„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“, erklärt Dr. Marilena Mancini, wissenschaftliche Leiterin des Projekts. „Das Recycling von Batterien ist nicht nur wünschenswert, sondern absolut notwendig. Der Übergang in eine klimaneutrale Wirtschaft erfordert einen umfassenden Ausbau der Kreislaufwirtschaft – gerade auch bei Batterien, die verschiedene kritische Rohstoffe enthalten“, sagt Wirtschaftsministerin Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut.

„Obwohl Lithiumionenbatterien keine Edelmetalle enthalten, sind die eingesetzten Materialien viel zu wertvoll, um nicht wiederverwertet zu werden: Es sind die großen Mengen an Metallen wie Kupfer, Nickel Kobalt, Aluminium und das Lithium, die das Batterierecycling bereits aufgrund ihre Metallwerte wirtschaftlich und lukrativ machen“, teilt das ZSW mit.

Das ZSW-Verfahren für das Recycling von Kathodenmaterialien soll im Wesentlichen dem des Graphits entsprechen und somit „eben diese energieintensiven chemischen Schritte“ vermeiden. „Nach nur zwei relativ einfachen Prozessschritten können die Kathodenmaterialien direkt wieder in neuen Batterien eingesetzt werden und zeigen ebenfalls deutlich mehr als 90% ihrer ursprünglichen Kapazität“, so das ZSW weiter.
themendesk.net