Batterie-Recycling: Forscher entwickeln Verfahren zur Rückgewinnung von LFP

Der Forschungsverbund „DiLiRec“ will sich in den kommenden drei Jahren vor allem auf die Batteriezellsortierung und -demontage sowie die Entschichtung der Elektroden konzentrieren, um ein effizientes Batterierecycling zu ermöglichen. Unterstützt werden soll die Separation der sogenannten Aktivmasse durch automatisierte und digitalisierte Prozesse. „Insbesondere die LFP-Kathoden großformatiger Rundzellen, wie die von EAS Batteries, bieten ein hohes Recyclingpotenzial. Die Zellen können komplett abgewickelt und ihre Bestandteile sortenrein getrennt werden“, heißt es in einer begleitenden Mitteilung.

Konkret untersuchen die Projektbeteiligten zwei Methoden zur Rückgewinnung des LFP-Kathodenmaterials aus zylindrischen Zellen: Im direkten Recycling soll LFP als Aktivmaterial vollständig zurückgewonnen und in aufbereiteter Form wiederverwendet werden. Und im Standard-Recyclingverfahren sollen Vorstufen der LFP-Synthese isoliert werden. Sie dienen dann als Sekundärrohstoffe.

Die Forschungspartner entwickeln und vergleichen für jede Methode zwei Prozessrouten: ein nassmechanisches und ein trockenmechanisches Entschichtungsverfahren der Elektroden. „Durch die systematische Erfassung von Stoff- und Prozessdaten während der einzelnen Recycling-Schritte sollen die Voraussetzungen für ein nachhaltiges und kostengünstiges LFP-Recycling geschaffen werden“, so das Forscherteam. Künstliche Intelligenz steuere die semantische Datenerfassung und unterstütze das gesamte Design der Prozesskette im Sinne der Wettbewerbsfähigkeit.

Neben EAS Batteries sind an „DiLiRec“ die EDI GmbH – Engineering Data Intelligence, BLC – The Battery Lifecycle Company GmbH, die FNE Entsorgungsdienste Freiberg GmbH, das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, die Omron Electronics GmbH, die
Reelements GmbH, die TU Bergakademie Freiberg sowie die IBU-tec advanced materials AG als assoziierter Partner beteiligt. Das Gesamtvolumen des Projekts beläuft sich auf 4,7 Millionen Euro, wobei der Bund rund 2,7 Millionen Euro zuschießt.

„Gebrauchte Lithiumionen-Batterien wieder in den Kreislauf zu bringen, ist eine Grundvoraussetzung für das weitere Wachstum der Elektromobilität“, betont Michael Deutmeyer, Geschäftsführer von EAS Batteries. „Wir brauchen eine nachhaltige Versorgung mit Rohstoffen – auch um die kommenden Anforderungen der EU-Batterieverordnung zu erfüllen.“

Lukas Brandl, COO von BLC, betont, dass bei erfolgreicher Durchführung des Projekts die Ergebnisse direkt in den Bau deutscher und europäischer Recyclingkapazitäten einfließen könnten. „Das reduziert Rohstoff- und Produktabhängigkeiten. Durch den Ausbau der Recyclingtechnologien wird der Produktionsstandort Deutschland gestärkt und die Effizienz in der Rohstoffnutzung erhöht.“

„Im Gegensatz zu anderen Batteriezellchemien wie NCM und NCA können für die Rückgewinnung des Lithiums aus LFP potenziell weniger aufwendige und weniger energieintensive hydrometallurgische Schritte eingesetzt werden“, äußert Sebastian Hippmann, Wissenschaftlicher Mitarbeiter für Recycling und Grüne Batterie am Fraunhofer IKTS. Darüber hinaus sei ein Direktrecycling von LFP aufgrund seiner Materialeigenschaften vielversprechend.

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