IDcycLIB – Innovationsplattform einer grünen, detektierbaren und direkt recycelbaren Lithium-Ionen-Batterie Materialpass für grünere Batterien

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AZO GmbH + Co. KG

FAU Erlangen-Nürnberg

Die Anforderungen an Batterien steigen – nicht nur was Energiedichte und Kosten, sondern auch was die umweltgerechte Herstellung sowie Möglichkeiten zum Recyceln betrifft. In einem neuen Projekt, das mit mehr als 4,5 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird, sollen diese Fragen erforscht werden.

Die Anforderungen an Batterien steigen – nicht nur was Energiedichte und Kosten, sondern auch was die umweltgerechte Herstellung sowie Möglichkeiten zum Recyceln betrifft. In einem neuen Projekt, das mit mehr als 4,5 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird, sollen diese Fragen erforscht werden.

Ziel des Projektes IDcycLIB– kurz für Innovationsplattform einer grünen, detektierbaren und direkt recycelbaren Lithium-Ionen-Batterie – ist eine recycling- und umweltgerechte Elektrodenherstellung sowie die anschließende werthaltige Rückgewinnung der Batteriematerialien über direktes Recycling. Bislang sind Zell- und Batteriekonzepte nicht dafür ausgelegt, Informationen zur Zellchemie, zum Zustand der Batterie oder zu anderen Eigenschaften zur Verfügung zu stellen, um auf diesem Weg eine Wiederverwendung möglich zu machen.

Genau an dieser Stelle will das FAU-Forschungsteam um Prof. Dr. Karl Mandel, Professur für Anorganische Chemie, seinen Beitrag in dem Forschungskonsortium leisten, indem die Zellen mit Markern ausgestattet werden. Diese winzigen Marker bestehen aus magnetischen Nanobausteinen. Werden sie in unterschiedlichen Verhältnissen kombiniert, entsteht ein Code, der beispielsweise Informationen zur Zellchemie enthalten kann – analog eines Batteriepasses, der sich von Batterie zu Batterie je nach den verbauten Materialien unterscheidet. Die Marker ermöglichen das anschließende sortenreine Aufteilen der groben Batteriebestandteile mittels sogenannter elektrohydraulischer Fragmentierung, womit sich ein anderes Forschungsteam des Konsortiums eingehend beschäftigt.

Ein weiteres Thema von IDcycLIB ist die anschließende selektive Separation der hochwertigen Materialien mittels automatisierter Zentrifugentechnologie. Besitzen die Aktivmaterialien die gewünschte Qualität, werden sie erneut verwendet. Andernfalls werden sie durch chemische und physikalische Prozesse aufgearbeitet – und können danach wieder in Batterien eingesetzt werden. Ein Vergleich der elektrochemischen Leistung der Zellen, die aus wiedergewonnenen und neuen Ausgangsmaterialien hergestellt wurden, soll die Effizienz des IDcycLIB-Prozesses widerspiegeln. 

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