Forschungsprojekt „NEW-BAT“ für effiziente Wiederverwertung von Lithium-Ionen-Batterien gestartet

Lithium-Ionen-Batterien setzen sich auf dem Markt für Photovoltaik-Heimspeicher und Elektrofahrzeuge immer mehr durch. Nun ist das Projekt „NEW-BAT“ gestartet, bei dem ein neues Verfahren entwickelt werden soll, um wertvolle Batteriematerialien möglichst ressourcenschonend zurückzugewinnen und wieder für neue Batterien einzusetzen. Aktuell würden für gebrauchte Batterien und Produktionsabfälle aus der Batteriefertigung energieintensive metallurgische Recyclingmethoden eingesetzt, teilte das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC am Mittwoch mit. Damit könnten nur elementare Metalle zurückgewonnen werden. Wertvoller wäre eine Rückgewinnung der eigentlichen Batteriematerialien, die bereits mit hohem Aufwand aus den Grundelementen hergestellt würden, wie hochwertige Lithium-Metalloxide und bisher gar nicht recyclingfähige Kohlenstoffverbindungen. Dies würde Energie und Kosten sparen sowie wertvolle Ressourcen wie Lithium nachhaltig sichern, hieß es weiter.

Genau dies solle nun mit „NEW-BAT“ erreicht werden, dessen Leitung die Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS übernommen habe. Das Bundesforschungsministerium fördere das Projekt mit rund 1,6 Millionen Euro im Zuge seines Programms „r4- Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe“. Das Kernstück des neuen Recyclingprozesses sei die elektrohydraulische Zerkleinerung mit Hilfe von Schockwellen. Bei diesem Verfahren würden das zu zerkleinernde Material in ein flüssiges Medium, zum Beispiel Wasser, eingebracht. Über elektrische Entladung werden Schockwellen freigesetzt, die durch das Medium Wasser sehr gleichmäßig an das Material weitergegeben werden. Damit sei es möglich, Komposite quasi berührungsfrei an den Materialgrenzen aufzuspalten und so eine einfache und schonende Separation der Komponenten zu erreichen, hieß es weiter. Danach erfolge ein effizientes Trennverfahren, um möglichst reine Batteriematerialen zu erhalten. Dieses Verfahren sei im Gegensatz zu metallurgischen Prozessen energieeffizienter, da keine hohen Temperaturen benötig werden. Es könne bei Produktionsausschüssen sowie Altprodukten eingesetzt werden.

Die Recyclingmaterialien würden dann einer genauen Prüfung und Aufbereitung unterzogen, um ihre ursprüngliche Qualität wiederherzustellen. Mit speziellen Niedertemperaturverfahren können beim Projektpartner Fraunhofer ISC insbesondere Materialien von Lithium-Ionen-Batterien von unerwünschten Degradationsprodukten an den Oberflächen befreit und Defekte in den Kristallstrukturen behoben werden. Diese Aufbereitung kann mit einer Veredelung in Form einer Kern-Schale-Beschichtung verknüpft werden, die das recycelte Material hinsichtlich der Lebensdauer sowie der Lade- und Entladeeigenschaften deutlich verbessern, wie es weiter hieß. Neben den zwei Fraunhofer-Instituten sind an dem Projekt „NEW-BAT“ auch Partner aus der Industrie beteiligt. Die Lars Walch GmbH & Co. KG in Baudenbach, die GRS Service GmbH in Hamburg und die ImpulsTec GmbH in Dresden lieferten die notwendige Anwendungskompetenz aus Recycling, Batterien und Anlagenbau. (Sandra Enkhardt)