Lithium-Eisenphosphat-Recycling – Projekt ZirKat
Rohstoffe aus Lithium-Eisenphosphat-Kathodenmaterial für die Kreislaufwirtschaft
Lithium-Ionen-Batterien sind aufgrund ihrer außergewöhnlichen thermischen Stabilität, ihrer bemerkenswerten Zyklenleistung, ihrer ungiftigen Eigenschaften und ihrer hohen Energie- und Leistungsdichte der Batterietyp der Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen, welche eine hohe Energiedichte verlangen. Trotz der jüngsten Verbesserungen bei der langfristigen Zyklenstabilität führen Alterungsmechanismen aber dazu, dass jede Batterie unweigerlich an Kapazität verliert. Ein unsachgemäßer Umgang mit den anfallenden LFP-Altbatterien könnte dabei zu signifikanten Umweltgefährdungen führen sowie zum Verlust wertvoller Sekundärressourcen.
Ziele des Forschungsprojektes ZirKat
Gemeinsam mit den Projektpartnern untersuchen wir im Rahmen des Projekts ZirKat die Machbarkeit des Recyclings von LFP-Material aus alternden oder defekten Batterien. Das Akronym steht für die Kreislaufführung von Rohstoffen aus Lithium-Eisen-Phosphat-Kathodenmaterial zur nachhaltigen Ressourcennutzung in der Batterieproduktion.
Das Projekt konzentriert sich zunächst vor allem auf die Kathodenmaterialien. Hauptziel ist die Rückgewinnung von Rohstoffen aus Lithiumeisenphosphat-Kathodenmaterial, wobei das recycelte Material direkt für die Herstellung von neuem Kathodenmaterial und sogar neuen LFP-Batterien verwendet werden soll. Dieser Batterietyp gewinnt für die Energiewende zunehmend an Bedeutung und wird etwa in stationären Batterien zur Zwischenspeicherung von Ökostrom oder in Elektrofahrzeugen eingesetzt.
Die ZirKat Projektpartner
Unser F&E-Team arbeitet im Rahmen des ZirKat Forschungsprojektes mit einigen namhaften Projektpartnern zusammen: der Hochschule Nordhausen mit dem Innovationszentrum für Werkstoffe, K-Utec, Analytic Jena und EAS Batteries. Alternativ ist das Projekt übrigens auch unter dem Namen „ThüLiBaRec“ bekannt, was für Thüringen Lithium-Ionen-Batterie-Recycling steht.
Die Gruppe bildet zusammen mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft ein Kompetenzcluster für Thüringen und wird im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsprojekts Thüringen Verbund Dynamik gefördert sowie von der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE-Programm 2021-2027) kofinanziert.
Um sich der Kernfrage zu nähern, müssen im Projekt eine Reihe von Prozessen abgedeckt werden, darunter die mechanische Behandlung, wie das Zerlegen und Schreddern von Batterien, sowie chemische, thermische und analytische Prozesse. Abschließen muss untersucht werden, wie sich das recycelte Material in die Produktion von Li-Ionen-Batterien einbinden lässt.
Unsere Expertise ist besonders für die thermischen Behandlung gefragt, einen Kernprozess des Vorhabens. Hierzu gehört die Aufbereitung des Rohmaterials durch Sprühtrocknung bis hin zur Aufbereitung des LFP-Materials durch Kalzinierung in den Drehrohröfen. Die Bearbeitung hat begonnen und wir freuen uns darauf, in naher Zukunft weitere Ergebnisse und Erkenntnisse zu präsentieren.
