Batterie-Forschung: Hochschule Anhalt verfolgt neuen Ansatz zum Recycling von Lithium-Batterien mit thermischen Trennverfahren

Anhalt - Lithium-Ionen Akkus werden in immer mehr Produkten verbaut. Vor allem durch die E-Mobilität steigt der Bedarf an Rohstoffen für die Batterie-Produktion. Zu den wertvollsten Materialien gehören Lithium und Kobalt, aber auch Aluminium, Kupfer und Nickel sind stark nachgefragt.

Parallel dazu steigt die Nachfrage nach einem umfassenden Recycling von Lithium-Batterien. Zudem schreibt auch die aktuelle EU-Batterieverordnung weitaus höhere Recyclingquoten als in der Vergangenheit vor, auch um von Rohstoffimporten unabhängiger zu werden.

Laut Umweltbundesamt landet bislang allerdings gerade einmal mal die Hälfte aller Lithium-Batterien überhaupt im Recyclingkreislauf. Ein Grund sind fehlende Verfahren, die effizient und wirtschaftlich sind.

Herkömmliche Verfahren setzen darauf, die zu recycelnden Batterien zunächst zu entladen, so dass die Batterien im Rahmen des Recyclings nicht in Flammen aufgehen. Nach der Entladung erfolgt anschließend eine Zerkleinerung. Doch viele gebrauchte Batterien lassen sich im Vorfeld nicht entladen.

Hier setzen die Forschenden der Hochschule Anhalt mit ihrem Projekt "Thermisches Recycling von Lithiumbatterien" an. "Die spontane und unkontrollierte Freisetzung von Energie, auch bekannt als thermisches Durchgehen, stellt eine der größten Herausforderungen dar", erklärt Prof. Dr. Fabian Herz, Professor für Apparate- und Anlagentechnik an der Hochschule Anhalt. Deshalb erforscht er mit seinem Team, wie sich die mobilen Stromspeicher in einem Ofenreaktor in ihre Einzelteile thermisch trennen lassen.

Es sind nach Angaben der Hochschule Anhalt die ersten Versuche dieser Art, um Lithium-Batterien nicht mechanisch, sondern thermisch aufzuschließen. "Das geschlossene System eines Drehrohrofens ist dabei ein großer Vorteil", so Herz. Zu seinem Technikum gehören etwa Drehrohröfen verschiedener Größen und eine Vielzahl an Messgeräten. Die großen Reaktoren mit bis zu sechs Metern Länge und einen Meter Durchmesser sowie Temperaturen von bis zu 1.600 Grad Celsius sind Hauptschauplatz der Untersuchungen. In Kürze sollen die ersten Batterien darin mit Wärme beaufschlagt in Bewegung gesetzt und das Verhalten jeder einzelnen Komponente beobachtet werden. Inwieweit sich die Komponenten für die Weiterverarbeitung und Wiederverwendung eignen, soll anschließend gemeinsam mit Projektpartnern bewertet werden.

"Unser Ziel ist ein effizienter Prozess in einem Ofenreaktor, über den eine möglichst hohe Rückgewinnungsquote für die schwarze Masse erreicht wird", so Prof. Dr. Fabian Herz weiter. Dazu hat sein Team bereits verschiedene Batterien typisiert, denn das Verfahren soll auf die wichtigsten Baugruppen anwendbar sein

Noch etwa zwei Jahre haben Professor Herz und sein Team Zeit, ihre Idee bis zum Technikums-Maßstab zu entwickeln. Solange läuft die Finanzierung des Projekts durch die Europäische Union und das Land Sachsen-Anhalt (Beginn 1.2.2024). Danach ist das Upscaling mit Industriepartnern geplant.