Forscher des Worcester Polytechnic Institute (WPI) haben unter der Leitung von Professor Yan Wang, William B. Smith Professor of Mechanical and Materials Engineering, eine neue, skalierbare Methode entwickelt, um Lithium-Ionen-Batterien auf effiziente und umweltfreundliche Weise zu recyceln.
Das Verfahren zielt speziell auf verbrauchte gemischte Nickel-Mager-Kathodenmaterialien (Ni-Mager) ab, die häufig in gebrauchten Lithium-Ionen-Batterien zu finden sind. Herkömmliche Recyclingverfahren haben Schwierigkeiten, diese Materialien effektiv zurückzugewinnen, und sind oft auf energieintensive Prozesse angewiesen, die einen geringeren Wert erzeugen. Im Gegensatz dazu werden bei Wangs Ansatz mehr als 92 Prozent der kritischen Metalle – Nickel, Kobalt und Mangan – zurückgewonnen und in Hochleistungs-Kathodenpulver umgewandelt.
Leistungsfähigkeit entspricht „neuen“ Batterien
Tests haben gezeigt, dass die mit diesen recycelten Materialien hergestellten Batterien genauso leistungsfähig sind wie die aus neuen Materialien hergestellten: Sie behalten nach 500 Ladezyklen 88 Prozent ihrer Kapazität und nach 900 Zyklen in kommerziellen Pouch-Zellen über 85 Prozent ihrer Kapazität. Das neue Verfahren verbraucht außerdem 8,6 Prozent weniger Energie als herkömmliche hydrometallurgische Methoden und reduziert die Kohlenstoffemissionen erheblich – 13,9 Prozent im Vergleich zum herkömmlichen Recycling und etwas mehr als beim direkten Upcycling.
„Diese Arbeit befasst sich nicht nur mit den Umweltproblemen von Batterieabfällen, sondern trägt auch dazu bei, unsere Abhängigkeit vom Bergbau für wichtige Materialien zu verringern“, so Wang. „Wir haben gezeigt, dass es möglich ist, Hochleistungsbatterien aus recycelten Materialien in großem Maßstab herzustellen, was für den Aufbau einer nachhaltigeren und widerstandsfähigeren Batterielieferkette von entscheidender Bedeutung ist.“
Mit diesem neuen Verfahren werden zwei große Herausforderungen direkt angegangen: die wachsende Menge an Batterieabfällen und die weltweite Nachfrage nach wichtigen Materialien für Elektrofahrzeuge und andere saubere Energietechnologien. Da sich die Industrie und die politischen Entscheidungsträger auf nachhaltige Lösungen konzentrieren, könnte dieser Fortschritt eine Schlüsselrolle beim Aufbau einer kreislauforientierten und klimabewussten Batteriewirtschaft spielen.
Dieser Artikel wurde mit Deepel aus dem Englischen übersetzt
