Die Methode erlaube ein kostengünstiges, energieeffizientes und umweltverträgliches Recycling unterschiedlichster Lithium-Ionen-Batterien, heißt es in der Pressemitteilung. Insgesondere soll es möglich sein, bis zu 70 Prozent des Lithiums zurückzugewinnen, ohne dass korrosive Chemikalien, hohe Temperaturen oder eine vorherige Sortierung der Materialien erforderlich seien. Außer dem Institut für Angewandte Materialien – Energiespeichersysteme (IAM-ESS) des KIT waren das Helmholtz-Institut Ulm für Elektrochemische Energiespeicherung (HIU) und die EnBW Energie Baden-Württemberg an der Entwicklung des Verfahrens beteiligt. In der Zeitschrift Nature Communications Chemistry stellen die Forschenden ihre Methode vor.

Recycling-Verfahren für Batterien mit verschiedenen Kathoden

Dabei gehe es nicht nur um Heimspeicher und Elektromobilität, sondern auch Notebooks, Smartphones und viele andere Kleingeräte, in denen Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt werden. „Das Verfahren eignet sich zur Rückgewinnung von Lithium aus Kathodenmaterialien unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und damit für viele verschiedene marktübliche Lithium-Ionen-Batterien“, erklärt Dr. Oleksandr Dolotko vom IAM-ESS des KIT und vom HIU, Hauptautor der Publikation. „Es erlaubt ein kostengünstiges, energieeffizientes und umweltverträgliches Recycling.“

Bisher würden aus Batterieabfällen vor allem Nickel und Kobalt, Kupfer und Aluminium sowie Stahl zurückgewonnen und wiederverwertet. Die Rückgewinnung von Lithium sei noch teuer und wenig ertragreich. Die verfügbaren, meist metallurgischen Verfahren verbrauchen viel Energie oder würden schädliche Nebenprodukte hinterlassen. Das neue Verfahren setzt stattdessen auf die „Mechanochemie“, also die Kombination mechanischer und chemischer Vorgänge.

Ein Großteil des Verfahrens läuft bei Raumtemperatur ab, auch hohe Drücke sind nicht nötig. Als erstes werden die Batterieabfälle zermahlen. Das in der Kathode der Batterie bereits enthaltene Aluminium ist ein wesentlicher Bestandteil der dann folgenden Reaktion. Es entstehen so „metallische Verbundwerkstoffe mit wasserlöslichen Lithiumverbindungen“, heißt es in der Pressemitteilung. Die Lithiumverbindungen werden daraufhin mit Wasser aus dem Granulat herausgelöst. Das Gemisch wird erhitzt, sodass das Wasser verdampft und die Lithiumverbindung zurückbleibt. Da das Verfahren sehr einfach sei, könne man es leicht in industriellem Maßstab einsetzen. Schon in naher Zukunft würden schließlich große Mengen Batterien anfallen, die recycelt werden müssten.

Auch das ZSW arbeitet an Recycling-Verfahren für Lithium-Batterien, wie der Solarserver berichtete.

28.3.2023 | Quelle: KIT | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH