Lithium-Ionen-Akkus energiesparend recyceln

Recycling Lithium-Ionen-Akkus energiesparend recyceln

05.09.2022 Von Sven Prawitz

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Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Im Verbundprojekt LiBinfinity wollen die Forschungspartner Lithium-Ionen-Batterien energieeffizient recyceln – ohne energieintensive Prozessschritte.

Manuelle Zellfertigung im Batterietechnikum. Dieses bündelt die Kompetenzen des KIT entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Batterien.
(Bild: Markus Breig, KIT)

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist maßgeblich an einem neuen Projekt zum Batterierecycling beteiligt: In „LiBinfinity“ erarbeiten Partner aus Forschung und Industrie ein Konzept zur Wiederverwertung der Materialien von Lithium-Ionen-Akkus. Dazu wird ein mechanisch-hydrometallurgisches Verfahren ohne energieintensive Prozessschritte vom Labor in einen für die Industrie relevanten Maßstab überführt.

In LiBinfinity erarbeiten Partner aus Forschung und Industrie einen Ansatz, der sich von Logistikkonzepten bis hin zur Reintegration von Rezyklaten in den Lebenszyklus der Batterie erstreckt. Materialien, die sich nicht mechanisch trennen lassen, werden unter relativ niedrigen Temperaturen mithilfe von Wasser und Chemikalien aufgespalten. Das KIT prüft die Rezyklate auf ihre Eignung zum Herstellen neuer Akkus.

Was das KIT für im Projekt „LiBinfinity“ tut

Am KIT laufen für LiBinfinity folgende Arbeiten: Eingangskontrolle der Rezyklate, Synthese neuwertiger Kathodenmaterialien, Elektrodenfertigung, Herstellung von großformatigen Lithium-Ionen-Batteriezellen in Industriequalität, Zelltestung und Bewertung der Batteriezellen. Basierend auf den Untersuchungen werden die Anforderungen an die Qualität der Rezyklate festgelegt, um diese in den Wertstoffkreislauf zurückführen zu können.

BASF baut in Schwarzheide eine Batterierecyclinganlage für schwarze Masse im großtechnischen Maßstab. (Bild: BASF SE)

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) fördert LiBinfinity mit knapp 17 Millionen Euro, davon erhält das KIT rund 1,2 Millionen Euro.

Akkus enthalten wichtige Rohstoffe

E-Auto-Batterien enthalten wichtige Rohstoffe wie Lithium, Kobalt, Nickel und Mangan. Die verwendeten Materialien lassen sich zu über 90 Prozent stofflich wiederverwerten. Doch das nun gestartete Projekt LiBinfinity geht darüber weit hinaus und zielt auf ein ganzheitliches Recyclingkonzept für Lithium-Ionen-Batterien. „Vor allem bei der Elektrifizierung von Lkws benötigen die Akkus so viel Material, dass ein Einsatz der Rezyklate für andere Anwendungen nicht ausreichend ist“, sagt Professor Helmut Ehrenberg, Leiter des Instituts für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme des KIT. „Vielmehr bedarf es eines geschlossenen Kreislaufs bei den Akkus selbst. Das bedeutet, die Materialien aus gebrauchten Akkus zur Herstellung neuer Akkus zu verwenden.“

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