Neue Methode bringt tote Lithium-Akkus wieder auf nahezu 100% Kapazität

Beim herkömmlichen Batterie-Recycling werden Akkus in der Regel vollständig zerlegt. Anschließend kommen aufwendige und energieintensive Verfahren zum Einsatz, um die wichtigsten Materialien für neue Zellen zurückzugewinnen. Ein Forschungsteam der Cornell University hat nun ein neues Verfahren entwickelt, mit dem sich verschlissene Lithium-Ionen-Akkus ohne Schreddern wiederherstellen lassen. Dadurch könnte sich die Lebensdauer von Akkus verlängern, während die Recyclingkosten sinken.

Dieses Verfahren nennt sich "Direct Electrode-to-Electrode Regeneration" (kurz DEER) und verfolgt einen grundlegend anderen Ansatz: Die Akkus werden in eine elektrochemische Lösung getaucht, welche die dicke Ablagerungsschicht auflöst, die sich über Hunderte Ladezyklen bildet und als Solid Electrolyte Interphase (SEI) bezeichnet wird. Eine dünne SEI-Schicht ist für die Funktion eines Akkus zwar notwendig, sie wird mit wiederholten Ladezyklen aber immer dicker, erhöht den Widerstand und verringert die Kapazität. Letztlich ist sie einer der Hauptgründe dafür, dass Akkus ausgesondert werden, obwohl ihre übrige physische Struktur noch intakt ist.

In Tests haben wiederhergestellte Akkus bis zu 95 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität zurückgewonnen. Die Behandlung bringt zudem eine dünne Schutzschicht auf, die künftige Alterung verlangsamt. Akkus, die eine weitere Regenerationsrunde durchlaufen haben, behielten rund 90 Prozent ihrer Kapazität, was darauf hindeutet, dass das Verfahren Akkus mehrere verlängerte Lebenszyklen ermöglichen könnte. Auch die möglichen wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile fallen deutlich aus: Einer Analyse zufolge könnte DEER die Kosten bei der Herstellung recycelter Zellen um 56 Prozent senken und zugleich schädliche Luftschadstoffe sowie den Wasserverbrauch gegenüber herkömmlichen Recyclingmethoden reduzieren.

Das Team arbeitet nun daran, die Technologie über SEI-bedingte Alterung hinaus auszuweiten und auch andere Formen von Akkuverschleiß zu adressieren, etwa Lithiumverlust. Langfristig soll Batterie-Recycling für Elektrofahrzeuge und große Energiespeicher schneller, günstiger und nachhaltiger werden.