Evonik will Batterie-Lithium mit neuem Verfahren recyceln

Der Spezialchemie-Konzern Evonik will das Recycling von Lithium aus Antriebsbatterien von E-Autos einfacher, wirtschaftlicher und umweltschonender machen. Das hierfür entwickelte Keramikmembran-Verfahren soll in drei bis fünf Jahren marktreif sein.

Forscher von Evonik setzen für ein effizientes Lithium-Recycling auf einen elektrochemischen Prozess mit einer Keramikmembran. Laut der Mitteilung des Unternehmen wird das Verfahren bereits im Labor im Versuchsmaßstab getestet.

Am Ende des Verfahrens soll hochreines, für die Fertigung neuer Batterien geeignetes Lithiumhydroxid stehen. Und der Prozess dorthin soll sich laut Evonik durch seine hohe Effizienz auszeichnen. Ausgangspunkt ist die schwarze Masse, die aus einem Gemisch der Kathoden-Aktivmaterialien besteht. Bei der hydrometallurgischen Aufarbeitung, bei der etwa Kobalt und Nickel gewonnen werden, entsteht eine lithiumhaltige Laugungsflüssigkeit.

Hier setzt die von Evonik entwickelte Lithium-Ionen-selektive Membran an: Von der Seite mit der Recyclingflüssigkeit und einer positiv geladenen Anode gibt sie nur den positiv geladenen Lithiumkationen den Weg auf die andere Seite mit der negativ geladenen Kathode frei. Dort bilden die Lithiumionen mit Hydroxid hochreines Lithiumhydroxid. Dieses kommt laut Evonik auf einen Reinheitsgrad von fast 100 Prozent.

Dieses elektrochemische Verfahren soll die hydrometallurgische Aufarbeitung des Lithiums, wie sie bisher üblich ist, ersetzen. Dabei sollen Wasser, Energie und Chemikalien eingespart werden. In Hanau und Marl arbeitet Evonik nun daran, das Verfahren aus dem Labor in den größeren Maßstab zu übertragen. Die Fachleute sind zuversichtlich, dass sie das Keramikmembran-Verfahren in drei bis fünf Jahren bis zur Marktreife entwickelt haben. In diesem Jahr soll das Prototypen-Design mit externen Partnern getestet werden, 2023 sollen Pilot-Module entstehen, 2024 dann erste Module im größeren Maßstab.

„In ein paar Jahren sind viele Lithium-Ionen-Batterien am Ende ihrer technischen Lebenszeit. Sprunghaft steigen damit bald also auch die Mengen an Altbatterien, die sich fürs Lithium-Recycling eignen. Außerdem entstehen gerade neue Produktionsstätten, um für E-Autos auch in Europa massenhaft Antriebsbatterien herzustellen. Da fällt lithiumhaltiger Produktionsausschuss an“, sagt Elisabeth Gorman, bei Evonik Expertin für Lithium-Recycling. „Ein dritter Faktor ist der Gesetzgeber – speziell in der EU drängt er mehr und mehr darauf, dass wertvolle Rohstoffe dem Wertschöpfungskreislauf erhalten bleiben. Für Cobalt und Nickel gelingt das schon gut – bei Lithium mit einer Rückgewinnungsrate von derzeit unter 5 Prozent noch nicht.“
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