INNOVATIVES DIREKTES RECYCLING FÜR LITHIUM-IONEN-BATTERIEN
SPRIND unterstützt CellCircle auf dem Weg zu einem europaweiten Recyclingkreislauf
Prognosen erwarten in Europa bis 2040 deutlich über 1 Mio. Tonnen Batterie-Recyclingmaterial pro Jahr. „Wenn Deutschland im Transformationsprozess effizienter und vor allem unabhängiger werden will, braucht es mehr Technologieführerschaft und weniger Importe. Mit dem innovativen CellCircle-Recyclingverfahren können wir dazu einen signifikanten Beitrag leisten“, sagt Dr. Andreas Bittner als Gründer von CellCircle Batterie-Recycling.
CellCircle hat ein innovatives Batterie-Recyclingverfahren entwickelt, das hocheffizient die Funktionsmaterialien von Lithium Ionen-Batterien in hoher Reinheit zurückgewinnt und für den direkten Wiedereinsatz regeneriert. Diese neue Methode ist zeitlich und energetisch effizienter als bisherige Recycling-Prozesse, da sie keine aufwendigen Schritte benötigt. Neben der Einsparung von Zeit, Energie und Kosten zeigt sich das in einer deutlich verminderten CO2-Bilanz.
Beim CellCircle-Verfahren liegen am Ende des Prozesses bereits für die erneute Zellproduktion fertige Funktionsmaterialien und nicht deren chemische Vorstufen vor. Bei den bisher metallurgischen Verfahren müssen Letztgenannte erst wieder kostspielig und energieaufwändig in neue funktionale Materialien synthetisiert werden. Dieser meist nicht in Europa durchgeführte Schritt entfällt bei CellCircle. Die zurückgewonnenen Funktionsmaterialien, wie zum Beispiel NMC, LTO oder Kohlenstoffpartikel, lassen sich direkt und zeitnah für die Herstellung neuer Batteriezellen (wieder-)verwenden.
CellCircle hat ein innovatives Batterie-Recyclingverfahren entwickelt, das hocheffizient die Funktionsmaterialien von Lithium Ionen-Batterien in hoher Reinheit zurückgewinnt und für den direkten Wiedereinsatz regeneriert. Diese neue Methode ist zeitlich und energetisch effizienter als bisherige Recycling-Prozesse, da sie keine aufwendigen Schritte benötigt. Neben der Einsparung von Zeit, Energie und Kosten zeigt sich das in einer deutlich verminderten CO2-Bilanz.
Beim CellCircle-Verfahren liegen am Ende des Prozesses bereits für die erneute Zellproduktion fertige Funktionsmaterialien und nicht deren chemische Vorstufen vor. Bei den bisher metallurgischen Verfahren müssen Letztgenannte erst wieder kostspielig und energieaufwändig in neue funktionale Materialien synthetisiert werden. Dieser meist nicht in Europa durchgeführte Schritt entfällt bei CellCircle. Die zurückgewonnenen Funktionsmaterialien, wie zum Beispiel NMC, LTO oder Kohlenstoffpartikel, lassen sich direkt und zeitnah für die Herstellung neuer Batteriezellen (wieder-)verwenden.
Dr. Andreas Bittner, Executive Director "CellCircle"Sprunginnovationspotenzial des Recyclingprozesses
Um das Sprunginnovationspotenzial dieses Recyclingprozesses zu bewerten, erteilte die SPRIND CellCircle einen Validierungsauftrag, der im Dezember 2023 abgeschlossen wurde. Die von Dr. Andreas Bittner und seinem Team erarbeiteten Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Die vorgestellten Ergebnisse demonstrieren belegbar, dass wertvolle Funktionsmaterialien aus Batterien mit dem direkten Recyclingansatz von CellCircle effizient zurückgewonnen, aufbereitet und wieder für neue Batterien eingesetzt werden können.
- Das CellCircle-Verfahren zum Recycling von Lithium-Ionen-Batterien eignet sich in seinen unterschiedlichen Stufen sehr gut zur Zerlegung von Batteriezellen bis hin zur Separation und Regeneration der darin enthaltenen Funktionsmaterialien.
- Batteriezellen aus CellCircle-Direct-Recycling-Material weisen eine vergleichbare Kapazität, C-Ratenbeständigkeit und Zyklenfestigkeit auf, wie Batteriezellen, die mit konventionellen, unbehandelten Batteriematerialien hergestellt wurden.
- Das untersuchte Verfahren funktioniert für klassische Elektroden, wie NMC-basierte Kathoden, und zeigt besondere Stärken für Elektroden mit wasserlöslichem Binder. Diese Elektroden finden aus Gründen der Umweltfreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit zunehmend Einsatz.
Die vorgestellten Ergebnisse demonstrieren belegbar, dass wertvolle Funktionsmaterialien aus Batterien mit dem direkten Recyclingansatz von CellCircle effizient zurückgewonnen, aufbereitet und wieder für neue Batterien eingesetzt werden können.
Einsatz des CellCircle-Verfahrens
CELLCIRCLE-VERFAHREN IST VIELSEITIG EINSETZBAR
Als Ergänzung der Validierung für Lithium-Ionen-Batterien wurde auch der Einsatz des CellCircle-Verfahrens zur Rückgewinnung von Natrium-Ionen-Batteriematerialien untersucht. Die Adaptierung der speziellen CellCircle-Fragmentierung war hier ebenso erfolgreich. Die Elektroden wurden vollständig entschichtet – all das ohne vorheriges Zerlegen von Leiterfolien und Separatormaterial.
„Unsere Ergebnisse zeigen erneut, dass die innovative CellCircle-Methode zeitlich und energetisch effizienter als bisherige Rückgewinnungsprozesse ist. Neben eingesparter Zeit und Energie reduziert das Verfahren somit insbesondere die Kosten. Aber vor allem freuen wir uns im Vergleich mit den klassischen Verfahren über eine deutlich bessere CO2-Bilanz“, kommentiert Dr. Andreas Bittner. Das „Closed-Loop“-Recycling hat somit große Vorteile für Wirtschaft und Umwelt. Mit Blick auf die zu erwartenden Recyclingmengen bietet es technologisch beste Voraussetzungen für die CellCircle-Mission einer europaweiten Batterie-Kreislaufwirtschaft.
Als Ergänzung der Validierung für Lithium-Ionen-Batterien wurde auch der Einsatz des CellCircle-Verfahrens zur Rückgewinnung von Natrium-Ionen-Batteriematerialien untersucht. Die Adaptierung der speziellen CellCircle-Fragmentierung war hier ebenso erfolgreich. Die Elektroden wurden vollständig entschichtet – all das ohne vorheriges Zerlegen von Leiterfolien und Separatormaterial.
„Unsere Ergebnisse zeigen erneut, dass die innovative CellCircle-Methode zeitlich und energetisch effizienter als bisherige Rückgewinnungsprozesse ist. Neben eingesparter Zeit und Energie reduziert das Verfahren somit insbesondere die Kosten. Aber vor allem freuen wir uns im Vergleich mit den klassischen Verfahren über eine deutlich bessere CO2-Bilanz“, kommentiert Dr. Andreas Bittner. Das „Closed-Loop“-Recycling hat somit große Vorteile für Wirtschaft und Umwelt. Mit Blick auf die zu erwartenden Recyclingmengen bietet es technologisch beste Voraussetzungen für die CellCircle-Mission einer europaweiten Batterie-Kreislaufwirtschaft.
Potenzial
Das Potenzial für diese Form des effizienten Batterie-Recyclings ist recht hoch, weil die Anwendungsbereiche für elektrische Antriebe und Akkumulatoren in Zukunft noch vielfältiger werden. Allein schon aus Gründen der Ressourcenverknappung und Importunabhängigkeit wird effizientes Recycling immer häufiger zum Einsatz kommen. Diesbezüglich wird sich vor allem der Mobilitätsbereich kontinuierlich erweitern. Die Übertragung fortschrittlicher Recycling-Prozesse auf neue Gebiete, wie z.B. das Recycling von Brennstoffzellen („Fuel Cells“), ergibt weitere relevante Einsatzmöglichkeiten. Die nächsten Schritte für CellCircle sind, aufbauend auf bereits bestehenden Verträgen mit der Automobilbranche, weitere Partnerschaften und Planungen einer Pilotanlage.
Mehr über CellCircle.
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„Unsere Ergebnisse zeigen erneut, dass die innovative CellCircle-Methode zeitlich und energetisch effizienter als bisherige Rückgewinnungsprozesse ist. Neben eingesparter Zeit und Energie reduziert das Verfahren somit insbesondere die Kosten.“
