Qualität von gereinigtem Graphit aus alten Lithium-Ionen-Akkus bestätigt

Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) sind essenziell für unsere moderne Technologie, doch ihre Entsorgung birgt Herausforderungen. Ein wichtiger Schritt zur nachhaltigen Nutzung dieser Batterien ist das Recycling von Graphit, einem zentralen Bestandteil. Forschende des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) haben eine Methode zur Aufbereitung von Graphit aus Altbatterien entwickelt, die dessen Wiederverwendung ohne Leistungsabfall ermöglicht.

Lithium-Ionen-Batterien sind in fast allen Elektrogeräten enthalten und entscheidend für die E-Mobilität. Mit der Zeit verschlechtert sich ihre Leistung, was die Notwendigkeit des Recyclings der in ihnen enthaltenen Rohstoffe erhöht. Neben Lithium enthalten diese Batterien Metalle wie Kupfer, Nickel, Kobalt und Aluminium sowie Graphit. Letzteres ist ein bedeutender Bestandteil der Anode, der 15–25% des Batteriegewichts ausmacht und auf eine Kupferfolie aufgetragen wird. Die Reinheit des Graphits beeinflusst die Batterieleistung erheblich.

Traditionell wird Graphit synthetisch hergestellt, was energieintensiv ist und einen hohen ökologischen Fussabdruck hat. Da das meiste Anodengraphit aus China stammt, ist Recycling entscheidend, um Rohstoffe zurückzugewinnen und die Abhängigkeit von Importen zu verringern. Jährlich werden etwa 100 Kilotonnen Altbatterien in Europa recycelt.

Beim Recycling wird Graphit aus geschredderten Batterien gewonnen. Das Verfahren, bekannt als Schaumflotation, nutzt die wasserabweisenden Eigenschaften des Graphits, um es von anderen Materialien zu trennen. Das australische Unternehmen EcoGraf hat eine umweltfreundliche Methode entwickelt, die ohne die hochgiftige Flusssäure auskommt.

Die Forschenden der Helmholtz-Institute in Ulm und Freiberg haben das recycelte Graphit auf Reinheit und Wiederverwendbarkeit geprüft. Ihre Tests zeigten, dass die elektrochemische Leistung des recycelten Graphits mit der von neuem Anodengraphit vergleichbar ist. Das recycelte Graphit behält eine bemerkenswerte Speicherkapazität von über 350 mAh/g und zeigt eine hohe Zyklenstabilität mit 80% Kapazitätserhaltung nach 1000 Ladezyklen.

Diese Ergebnisse sind ein bedeutender Schritt zur Erfüllung der europäischen Batterieverordnung und des Green Deals. Das Recycling von Graphit trägt wesentlich zur Kreislaufwirtschaft bei, indem es die Abhängigkeit von Primärrohstoffen verringert und die Umweltbelastung minimiert.

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