Ausgediente Lithium-Ionen-Batterien haben einen hohen Ressourcenwert in Anbetracht knapper Rohstoffe. Sie enthalten wertvolle Materialien, die mit konsequentem Recycling einer erneuten Verwendung zugeführt werden könnten. Die Rückgewinnung von Lithium ist jedoch derzeit noch teuer und wenig ertragreich. Außerdem werden bei den gängigen Verfahren, beispielsweise die Pyrometallurgie oder die Hydrometallurgie, schädliche Nebenprodukte hinterlassen und korrosive Reagenzien für die Rückgewinnung genutzt. Forschende am Institut für Angewandte Materialien (IAM-ESS) haben einen nachhaltigeren Ansatz zur Gewinnung von Lithium und Übergangsmetallen aus Batterien entwickelt. Dabei wird durch Hochenergie-Kugelmahlen bei Raumtemperatur eine chemische Reaktion zwischen Kathodenmaterialien und Aluminium als Reduktionsmittel mechanochemisch eingeleitet Bei der Reduktionsreaktion entstehen wasserlösliche lithium- und aluminiumhaltige Reaktionsprodukte, die anschließend ausgewaschen werden. Nach Eindampfen der wasserlöslichen Fraktion erfolgt die Trennung des Lithiumcarbonats vom Aluminiumoxid durch Erhitzen nochmaliger Waschung. Übergangsmetalle wie Kobalt und Nickel liegen als festes, feinpulvriges Metallkomposit vor und lassen sich bereits in verdünnten Mineralsäuren bei Raumtemperatur auflösen, ohne dass zusätzliche Reduktionsmittel erforderlich sind. In einem abgewandelten Verfahren kann durch Zuführung einer Carbonatquelle bereits bei der ersten Waschung überwiegend wasserlösliches Lithiumcarbonat erzeugt werden. Das entwickelte Verfahren ist daher nicht nur umweltfreundlich, wirtschaftlich und energetisch effizient, sondern auch universell einsetzbar für gängige Kathodenmaterialien. Das einfache Verfahren ermöglicht die Rückgewinnung wertvoller Batteriebestandteile und erreicht Ausbeuten bis zu 90 Prozent. Da das Verfahren zunächst im Labormaßstab entwickelt wurde, sucht das KIT aktiv nach Partnern zur Weiterentwicklung und Skalierung.
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