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Jul 15, 2023

RecyLIB ermöglicht die direkte Wiederverwendung von Batterieelementen

In Deutschland zielt ein vom Fraunhofer ISC koordiniertes Projekt namens RecyLIB darauf ab, einen Batterieherstellungsprozess zu entwickeln, der die Verwendung von recyceltem Material ermöglicht. Dies ermöglicht die aktive Funktion

In Deutschland zielt ein vom Fraunhofer ISC koordiniertes Projekt namens RecyLIB darauf ab, einen Batterieherstellungsprozess zu entwickeln, der die Verwendung von recyceltem Material ermöglicht. Dadurch kann das aktive Funktionsmaterial nach dem Ende der Batterielebensdauer zurückgewonnen und direkt bei der Wiederaufbereitung von Elektroden wiederverwendet werden.

Das RecyLIB-Projekt startete im Jahr 2022 und wird nun mit Unterstützung von EU- und nationalen Förderorganisationen präsentiert. Das Projekt ermöglicht die direkte Rückführung von recyceltem Elektrodenmaterial in den Elektrodenherstellungsprozess, ohne die Zellleistung zu beeinträchtigen. Dadurch entfallen kritische Prozesshilfsmittel wie giftige Lösungsmittel.

Beim heute weit verbreiteten hydrometallurgischen Batterierecycling werden Batteriezellen mechanisch zerkleinert und gefiltert, bis die sogenannte schwarze Masse mit den wertvollen Aktivmaterialien zurückbleibt. Dieses wird dann mit Hilfe weiterer Chemikalien in die Ausgangsmaterialien gespalten, die wiederum im etablierten Prozess der Elektrodenbeschichtung zur Herstellung neuer Elektroden genutzt werden können.

Das RecyLIB-Konsortium möchte nun ein Verfahren entwickeln, das keine hydrometallurgische Aufbereitung mit der chemischen Aufspaltung in einzelne Materialien mehr erfordert. Stattdessen sollen die Batteriematerialien möglichst schonend in einem wasserbasierten Trenn- (elektrohydraulische Fragmentierung und Zentrifugation) und Sortierverfahren aus der schwarzen Masse gewonnen werden. Dabei wird das Elektrodenmaterial nicht in seinen einzelnen Rohstoffen, sondern in seiner vorherigen Zusammensetzung zurückgewonnen.

Auch der chinesische Zellhersteller Farasis Energy arbeitet an einem ähnlichen Recyclingverfahren. Obwohl Deutschland weltweit führend in der Recyclingtechnologie und im Recycling-Engineering-Know-how ist, war der chinesische Markt ein früherer Anbieter von Elektrofahrzeugen und ist heute ein Weltriese bei der Produktion von Batterien für Elektrofahrzeuge. Das Land kämpft derzeit mit der Aufgabe, Lithium-Ionen-Batterien in großem Umfang zu recyceln und wiederzuverwenden, was einen internationalen Markt für Wiederverwendungs- und Recyclingtechnologie ankurbeln sollte oder könnte.

Produktionsseitig will das deutsche RecyLIB-Konsortium eine schmelzprozessbasierte Elektrodenfertigung erproben, die den Verzicht auf giftige Lösungsmittel ermöglicht. Darüber hinaus wird das Projekt die Leistungsfähigkeit und das Alterungsverhalten von Batteriezellen aus Primärrohstoffen und recyceltem Funktionsmaterial untersuchen und bewerten.

„Das RecyLIB-Team möchte einen großen Schritt in Richtung einer nachhaltigen Batterieproduktion in Europa machen“, sagt Michael Hofmann vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung, der das Projekt koordiniert. „Batterieproduktion und Batterierecycling müssen Hand in Hand gehen, um sicherzustellen, dass der Energie- und Ressourcenverbrauch in der Produktion sowie CO2-Emissionen und andere Umweltauswirkungen so gering wie möglich sind.“

Zum Konsortium gehören neben dem Fraunhofer ISC mit Sitz in Würzburg auch die Universität Gent aus Belgien, Hutchinson aus Frankreich, die ImpulsTec GmbH aus Deutschland, die Carl Padberg Zentrifugenbau GmbH und die Bayerische Forschungsstiftung.

isc.fraunhofer.de

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