AdRecBat: Deutsche Forscherteams starten „Design for Recycling“-Projekt
Forscherteams von drei Instituten starten am 1. Februar 2023 das Projekt AdRecBat, das die Wiederverwertung von Lithium-Ionen-Batterien nicht zu deren Lebensende, sondern bereits zum Zeitpunkt des Produktdesigns betrachtet.
Ziel des Projekts ist es, die Batteriekomponenten so gegeneinander abzugrenzen, dass eine sortenreine Wiederverwertung möglich wird. Damit soll die Wirtschaftlichkeit des Batterie-Recyclings erhöht werden. Bei den bisher verbreiteten pyro- und hydrometallurgischen Verfahren werden die Batteriezellen ohne Zwischenschritte im Ganzen geschreddert und in der Folge der Material-Mix aufgetrennt.
Beteiligt an AdRecBat sind Forschende des INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien in Saarbrücken, des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung (ISC) in Würzburg und der Friedrich-Alexander-Universität (FAU) in Erlangen-Nürnberg.
Um die „programmierte Unsterblichkeit“ der Lithium-Ionen-Batterie zu erreichen, sollen die Zellen auf mehreren Ebenen so gestalten werden, dass sich die verwendeten Materialien am Ende des Batterielebens problemlos voneinander trennen und separat wiederverwerten lassen. Dazu untersuchen die Partner recyclingrelevante Schlüsselstellen, an denen die Materialien während der Lebensdauer der Batterien sicher zusammenhalten, sich an deren Lebensende aber leicht voneinander lösen lassen.
Zu diesen Verbindungsstellen, die für das Recycling relevant sind, gehören laut der Mitteilung etwa die Siegelnaht der Pouchfolie, die Schnittstelle zwischen Stromabnehmer und Elektrode und die Grenzfläche zwischen Aktivmaterial und Kathode. Diese Verbindungen sollen so realisiert werden, dass am Nutzungsende der Batterie (je nach den Eigenschaften der verwendeten Triggermaterialien) Trennreaktionen gezielt durch Veränderungen des äußeren Magnetfeldes, der Temperatur oder des pH-Wertes ausgelöst werden können. Die ehemals fest verbundenen Bauteile sollen so sauber getrennt werden können.
„Die Trigger-Additive sollen flexibel und nach Möglichkeit unabhängig vom Batterietyp integrierbar sein, so dass unterschiedliche Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien ihre Produkte mit den Additiven ausrüsten und deren Recyclability verbessern können“, sagt Professor Tobias Kraus, Projektleiter AdRecBat am INM. „Voraussetzung für den Erfolg des Verfahrens ist, dass die Additive in der Batterie quasi unsichtbar bleiben und deren Funktionalität in keinerlei Hinsicht beeinträchtigen.“
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt über drei Jahre mit insgesamt 1,8 Millionen Euro.
leibniz-inm.de