Die Batterien in Elektroautos sind weitaus langlebiger als ursprünglich angenommen, und dank ständiger Verbesserungen wird sich die Lebensdauer der Batterien nur noch verlängern. Und während die neuen Batterien sehr gute Fortschritte machen, gab es in letzter Zeit auch einige unerwartet gute Ergebnisse beim Recycling.
Es gibt unzählige Unternehmen, die versuchen, ein Geschäft mit dem Recycling von Batterien aus Elektroautos und anderen Batterien aufzubauen. Es gibt bereits Unternehmen, die testen, wie dies in einem großen betrieblichen Umfeld funktionieren kann. Wir kommen der Möglichkeit, Altbatterien in nennenswerten Mengen zu verarbeiten, immer näher. Da dies in der Zukunft ein milliardenschwerer Wirtschaftszweig sein könnte, wird eine enorme Summe für Forschung und Entwicklung in diesem Bereich ausgegeben, und das nicht ohne Ergebnis.
Es wird immer sicherer, dass nicht nur wertvolle Materialien aus alten Batterien wiederverwendet werden können, sondern dass die Hersteller sogar eine bessere Leistung erzielen können als mit "frisch abgebauten" Materialien.
Das Recycling von Batterien ist ein sehr komplexes Geschäft, aber es ist für die Entwicklung von großem Vorteil, dass die Unternehmen daran interessiert sind, die bestmögliche Effizienz zu erzielen. Der Innovationsmotor in diesem Bereich ist, dass die Akteure alles tun sollten, um bei der Aufbereitung so viel Material wie möglich aus alten Anlagen zurückzugewinnen. Durch den Verkauf dieser Stoffe können Einnahmen erzielt werden. Gleichzeitig muss der Rückbau der Anlagen so erfolgen, dass der Energieverbrauch so gering wie möglich gehalten wird, da der Ressourcenverbrauch enorm ist.
Das Tüpfelchen auf dem "i" ist, dass neuere Forschungen übereinstimmend berichten, dass kathodenaktive Materialien (CAM) aus dem Recycling nicht nur nicht schlechter sind als Rohstoffe aus Minen, sondern sogar besser. Das bedeutet, dass diese in Zukunft zu einem höheren Preis verkauft werden können, so dass die Batteriehersteller qualitativ bessere Batterien herstellen und im Gegenzug mehr Geld von den Autoherstellern erhalten können.
Studien über die positiven Aspekte recycelter aktiver Kathodenmaterialien wurden vom Imperial College London im Vereinigten Königreich und vom Argonne National Laboratory in den USA veröffentlicht. Sie arbeiten völlig unabhängig voneinander und mit verschiedenen Unternehmen zusammen.
Das Argonne National Laboratory arbeitete mit Redwood Materials zusammen, einem Unternehmen, das 2017 von Jeffrey Brian Straubel gegründet wurde. Straubel war zuvor 16 Jahre lang Chief Technology Officer bei Tesla. Das Unternehmen wurde mit dem Ziel gegründet, eine langfristige, nachhaltige Lieferkette für den Elektroautomarkt zu schaffen, den Preis für Batterien zu senken und gleichzeitig einen vollständig geschlossenen Kreislauf für deren Produktion zu schaffen. Das Startup will so viel wertvolles Material wie möglich aus den Batterien, die es ersetzt, zurückgewinnen, um neue Batterien herzustellen.
Die Schlüsselkomponenten in Batterien sind die aktiven Kathodenmaterialien (CAM), die einen großen Einfluss auf die Leistung, die Sicherheit, den Preis und die Lebensdauer der Endprodukte haben. Redwood kann diese Materialien in erheblichem Umfang aus alten Batterien zurückgewinnen und hat dazu ein sehr sauberes Verfahren entwickelt, das nach Angaben von Argonne-Forschern nun die weltweit saubersten Batteriematerialien liefert. Das Verfahren wird Berichten zufolge auch preislich wettbewerbsfähig, so dass es den Batterieherstellern die aktiven Kathodenvorläufer-Materialien so billig liefern kann, wie die Rohstoffe aus den Minen kosten.
In ihrer Studie haben die Argonne-Experten die Leistung von Batterien mit NMC-811-Kathodenzusammensetzung getestet, wobei das Vorläufermaterial für die Kathoden durch das Recyclingverfahren von Redwood bereitgestellt wurde. Die Studie ergab, dass die recycelten Kathoden die gleiche Lebensdauer der Ladezyklen bieten wie die aus dem Bergbau stammenden Kathoden, bei höherer Kapazität und geringerem Innenwiderstand für Batterien in dieser Form. So können sie mehr Energie speichern und erwärmen sich unter Last weniger.
In der anderen Forschungsarbeit analysierte das Imperial College London die von Altilium durch Recycling zurückgewonnenen Materialien. Die Forscher untersuchten auch CAM-Materialien, die mit der Technologie von Altilium im Vereinigten Königreich in einer Batterie mit NMC-811-Kathodenzusammensetzung hergestellt wurden. Der Bericht zeigt, dass die Verwendung von aktivem Kathodenmaterial von Altilium in einigen Fällen erhebliche Vorteile gegenüber dem aus dem Bergbau stammenden Material haben kann.
Altilium ist in der Lage, bei der Aufbereitung von Elektroauto-Altbatterien mit seinem einzigartigen EcoCathode-Verfahren 95 Prozent der kritischen Materialien, einschließlich Lithium, zurückzugewinnen. Die aus den so entstandenen Vorformen hergestellten aktiven Kathodenmaterialien stehen nun britischen Zellherstellern und anderen Automobilzulieferern zur Verfügung. In Zusammenarbeit mit ihnen können sie ihren Null-Emissions-Zielen näher kommen und gleichzeitig eine höhere Qualität erreichen.
Die Forschungsarbeiten von Imperial haben außerdem gezeigt, dass die Ingenieure bei der Herstellung von CAM-Komponenten auch neue aktive Kathodenmaterialien mit einer vorteilhafteren chemischen Zusammensetzung entwickeln können. Dies könnte die Tür zu einer neuen Generation von Batterien öffnen. Mit nickelhaltigeren Batterien kann eine höhere Energiedichte erreicht werden, und Recyclingverfahren könnten sogar dazu beitragen, kobaltfreie Batterien herzustellen.
Studien zeigen, dass Batterien, die auf den Technologien von Altilium basieren, sogar eine längere Lebensdauer haben, während die fertigen Produkte eine höhere Ladekapazität und in Zukunft einen niedrigeren Preis haben werden. Die Unternehmen sind bereits in der Lage, über den Preis zu konkurrieren, da die Herstellung von aktivem Kathodenmaterial aus dem Bergbau ein sehr komplexer und kostspieliger Prozess ist.
Derzeit ist die Menge der Batteriematerialien, die aus dem Recycling zurückgewonnen werden können, sehr gering, und eine Verwendung in großer Menge kommt nicht in Frage. Wenn diese jedoch mit Materialien aus dem Bergbau gemischt werden, können diese gut wiederverwendet werden. Unternehmen, die mit ihren Entwicklungen gut aufgestellt sind, konzentrieren sich bereits auf eine möglichst hohe Recyclingquote.
