Die Elektromobilität nimmt weiter Fahrt auf. Beschleunigt durch die hohen Kraftstoffpreise steigen immer mehr Käufer auf Hybrid- oder reine Elektrofahrzeuge um, wie die aktuelle Neuzulassungsstatistik zeigt. Mit der zunehmenden Anzahl von Antriebsbatterien wird auch die Frage nach umweltfreundlichen Herstellungs- und Recyclingverfahren lauter. Ein wichtiger Aspekt ist das funktionserhaltende Recycling von Lithium-Ionen-Batterien. Das 2022 gestartete Projekt »RecyLIB« - gefördert über ERA-MIN von der Europäischen Union und nationalen Förderorganisationen - will mit neuen Verfahren zur Batterieelektrodenherstellung, direktem Recycling und integrierten funktionalen Stoffkreisläufen ein Zeichen setzen.

Um Primärrohstoffe zu sparen und eine Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen, müssen Funktionsmaterialien so weit wie möglich zurückgewonnen und effizient wiederverwendet werden. »RecyLIB« zielt auf ein integriertes Herstellungsverfahren für Lithium-Ionen-Batterieelektroden ab, bei dem der Produktionsprozess bereits so gestaltet ist, dass recyceltes Material verwendet werden kann. Dadurch kann das aktive Funktionsmaterial nach dem Ende der Lebensdauer der Batterie mit hoher Ausbeute zurückgewonnen werden und steht für die direkte Wiederverwendung bei der Wiederherstellung von Elektroden zur Verfügung.

Das recycelte Elektrodenmaterial sollte direkt in den Elektrodenherstellungsprozess zurückgeführt werden können, ohne die Zellleistung zu beeinträchtigen. Außerdem sollen kritische Prozesshilfsmittel, wie z. B. giftige Lösungsmittel, entfallen. »Das RecyLIB-Team will einen großen Schritt in Richtung einer nachhaltigen Batterieproduktion in Europa machen«, sagt Dr. Michael Hofmann vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung, der das Projekt koordiniert. »Batterieproduktion und Batterierecycling müssen Hand in Hand gehen, damit der Energie- und Ressourcenverbrauch in der Produktion sowie die CO₂-Emissionen und andere Umweltauswirkungen so gering wie möglich sind.«

RecyLIB – wie man die Batterieproduktion nachhaltiger gestalten kann

©Fraunhofer ISC

Um dies zu erreichen, setzt das RecyLIB-Konsortium auf wasserbasierte Trenn- (elektrohydraulische Fragmentierung und Zentrifugation) und Sortierverfahren, um die Batteriematerialien möglichst schonend zurückzugewinnen, sowie auf eine schmelzprozessbasierte Elektrodenherstellung, die den Verzicht auf giftige Lösungsmittel ermöglicht. Auch die Leistungsfähigkeit und das Alterungsverhalten von Batteriezellen aus Primärrohstoffen und recyceltem Funktionsmaterial werden im Rahmen des Projekts untersucht und bewertet. RecyLIB ist somit mit seinem integrativen Ansatz und der konsequenten Ausrichtung auf ressourcenschonende und energieeffiziente Prozesse ein wichtiger Baustein für ein nachhaltiges, zirkuläres Batterieökosystem in Europa.

Projekt RecyLIB