Farasis Energy hat ein nachhaltiges Direkt-Recycling-Verfahren für Lithium-Ionen-Akkus entwickelt und validiert. Es setzt auf die direkte Rückgewinnung von Batteriematerialien aus gebrauchten Lithium-Ionen-Akkus und dem Ausschuss aus der Herstellung solcher Zellen, heißt es in einer Mitteilung des chinesischen Batterieproduzenten. Die zurückgewonnenen Materialien führt Farasis Energy einer Wiederverwendung in neuen Lithium-Ionen-Akkuzellen zu.
Vor allem aktives Kathodenmaterial, ein besonders teurer Teil einer Batterie, wird auf diesem Weg bis zu 99 Prozent recycelt, sodass wesentlich weniger neues Kathodenmaterial zur Anwendung kommen muss. So spare dieses Verfahren viel Kosten und Energie ein und leiste einen wichtigen Beitrag zur Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit von Lithium-Ionen-Zellen. Denn es reduziere den gesamten CO2-Fußabdruck.
In mechanischen Verfahren werden heute Recyclingquoten von 72 Prozent erreicht. Das in Braunschweig ansässige Unternehmen Duesenfeld Recycling kommt sogar auf Batteriezellebene auf eine stoffliche Recyclingquote von über 90 Prozent. Foto: Duesenfeld
„Unser Ziel ist, eine geschlossene Wertschöpfungskette der Batterie über ihren gesamten Lebenszyklus, vom Design bis zum End-of-life-Management zu entwickeln“, betont Keith Kepler, der US-amerikanische Technologievorstand und Mitbegründer von Farasis. Für sein nachhaltiges Recyclingverfahren hat seine Firma zwei US-Patente angemeldet und inzwischen mehrere öffentliche Forschungsgelder eingeworben. Unter anderem bekommt sie eine Förderung vom United States Advanced Battery Consortium (USABC) in Höhe von mehr als 1,76 Mio. US-Dollar.
Keine Zellleistungseinbußen
Beim von Farasis entwickelten Recyclingverfahren bleibt die Kristallstruktur des Kathodenmaterials in seiner ursprünglichen chemischen und physikalischen Zusammensetzung und damit die Leistung der damit entwickelten neuen Lithium-Ionen-Zellen vollständig erhalten. Das aktive Material wird unversehrt und vollständig zurückgewonnen und kommt direkt in neuen Zellen zur Anwendung. Diese bestehen dann aus bis zu 25 Prozent recyceltem Kathodenmaterial.
Interne Tests bei Farasis und die externe Validierung von 2Ah-Musterzellen durch ein Labor des US-Energieministeriums (US Department of Energy) haben den Nachweis erbracht, dass die Leistung von Zellen mit auf diese Weise recyceltem Kathodenmaterial selbst nach 600 Lade- und Entladezyklen mit denen aus ausschließlich neuem Kathodenmaterial mithalten kann.
Alternative zu energieintensivem Recycling
Bisherige Rückgewinnungsverfahren setzten meist auf das Schmelzen bei hohen Temperaturen (Pyrometallurgie) oder auf die chemische Auflösung (Hydrometallurgie) der in der Kathode enthaltenen Übergangsmetalloxide aus Nickel, Kobalt und Mangan. So gewinnen sie nur die einzelnen Metalle unter hohem Energieeinsatz zurück und belasten die Umwelt.
In Kooperation mit dem Branchendienst energate.
Das Direkt-Recycling-Verfahren von Farasis biete eine umweltfreundliche und wirtschaftlichere Alternative, heißt es vom Unternehmen. Denn der Verzicht auf die herkömmliche kosten- und energieintensive Resynthese des Kathodenmaterials aus seinen Grundbestandteilen ermögliche erhebliche Energie- und Kosteneinsparungen. Als Nächstes plant Farasis, den Recyclingprozess zu skalieren, um das direkte Kathodenrecyclingverfahren in großem Maßstab zu validieren. So wolle das Unternehmen es künftig bei der industriellen Lithium-Ionen-Batteriezellherstellung anwenden.
Pläne für Bitterfeld haben sich zerschlagen
Farasis Energy, das über Forschungszentren in den USA und im baden-württembergischen Frickenhausen verfügt und mit Daimler kooperiert, stellt LithiumIonen-Batterien und Pouchzellen für die Elektromobilität her. Seine Zellproduktionsfabriken befinden sich in China. Eine weitere soll in Kooperation mit dem Elektroauto-Hersteller Togg in der Türkei entstehen. Der Plan, eine weitere Batteriefabrik in Bitterfeld-Wolfen zu errichten, ist nach jüngsten Medienberichten aber offenbar verworfen. Seit mehr als zehn Jahren arbeitet die Firma an umweltfreundlicheren Herstellungsverfahren.