Verbessertes Recycling von Lithium-Ionen-Batterien

Lithium-Ionen-Batterien sind heute in fast allen modernen Elektrogeräten verbaut. Bisher ist das Recycling der Akkus aber nicht optimal. Im Verbundprojekt "InnoRec" forscht die TU Bergakademie Freiberg gemeinsam mit vier Partnern an einem energie- und stoffeffizienten Wiederverwertungsansatz.

Ob in Smartphones, Notebooks, E-Autos oder Elektrorollern - Sie halten die moderne Elektrowelt am Laufen. Doch auch Lithium-Ionen-Akkus haben nur eine begrenzte Lebenszeit. In ihnen stecken aber wertvolle Rohstoffe wie Kobalt, Nickel, Kupfer und Lithium. Die Europäische Union hat sich ein Recycling-Ziel von 50 Prozent gesetzt. Um diese Zahl zu erhöhen, forscht die TU Bergakademie Freiberg im Verbundprojekt "InnoRec" an weiteren Möglichkeiten zur mechanischen Aufbereitung.

Bisher werden die Lithium-Ionen-Akkus im Rahmen des Recyclings meist eingeschmolzen und später chemisch voneinander getrennt. Das ist sehr aufwendig und teuer. Denn eine Batterie oder ein Akku bestehen aus einem komplexen Stoffgemisch, darunter Graphit, Aluminium, Kupfer, Nickel, Kobalt, Mangan und Lithium. Die genaue Zusammensetzung der jeweiligen Bestandteile unterscheidet sich dabei je nach Hersteller, was die Aufbereitung zusätzlich erschwert.

Um vor allem Lithium besser und in größeren Mengen zurückgewinnen zu können, setzen die Wissenschaftler/innen des Instituts für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik (MVTAT) an der TU Freiberg auf klassische Aufbereitungstechniken wie das Zerkleinern, Trocknen und Sortieren. Diese Techniken können auf unterschiedliche Lithium-Ionen-Akkus angepasst werden. Herauskommen sollen am Ende klein geschredderte Akkubestandteile. Diese werden mit Hilfe eines Luftstroms sortiert, so dass am Ende nur noch die schweren Metallteilchen aus dem Gehäuse übrig bleiben.

Diese können im Vergleich zum Schmelzverfahren zurückgewonnen werden und stehen so dem Stoffkreislauf als Sekundärrohstoffe wieder zur Verfügung. "Doch auch für unseren Ansatz ist die fachgerechte Entsorgung der alten Batterien und Akkus essentiell. Bisher landet noch viel zu viel im Hausmüll oder verbleibt in der Schublade Zuhause", erklärt Prof. Urs Peuker vom MVTAT.

Ziel des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung bis 2022 geförderten Projektes "InnoRec" im Kompetenzcluster "ProZell" ist es, das Batterierecycling stofflich effizienter und gegenüber weiter- und neuentwickelten Batteriematerialien robuster zu machen. Der Ansatz soll später auch für neue Batteriesysteme und Elektronikschrott nutzbar sein. Beteiligt sind neben der TU Bergakademie Freiberg, die TU Clausthal, die TU Braunschweig, die RWTH Aachen und das das MEET in Münster. Die Ergebnisse des Projektes werden in die Lehre - vor allem bei Praktika und Vorlesungen - der Universitäten einfließen und Basis für Abschlussarbeiten sein.

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Quelle: Technische Universität Bergakademie Freiberg