Innovative Lösungen für eine grünere und wirtschaftlichere Batteriezukunft: Projekt IDcycLIB erfolgreich abgeschlossen
Wie kann der Lebenszyklus von Lithium-Ionen-Batterien nachhaltiger, wirtschaftlicher und recyclingfähiger gestaltet werden? Mit dieser Frage beschäftigte sich das Verbundprojekt "IDcycLIB", das im Dezember 2024 erfolgreich abgeschlossen wurde. Unter der Koordination der Carl Padberg Zentrifugenbau GmbH entwickelten die Projektpartner wegweisende Lösungen: eine umweltfreundliche, wasserbasierte Kathodenfertigung, ein innovatives Recyclingverfahren auf Basis elektrohydraulischer Zerkleinerung sowie ein digitaler Batteriepass mit fälschungssicheren Markern. Die Ergebnisse zeigen: Das Potenzial für eine kommerzielle Umsetzung der Ergebnisse ist hoch.
Digitale Rückverfolgbarkeit dank Batteriepass
Ein zentrales Ergebnis des Projekts ist die Entwicklung eines digitalen Batteriepasses. Möglich wird dies durch den Einsatz magnetischer und fluoreszierender Marker, die eine eindeutige Identifikation jeder einzelnen Batteriezelle erlauben. Diese Marker werden mit einer sogenannten Universally Unique Identifier (UUID) verknüpft – einer weltweit einmaligen, digitalen Kennung, vergleichbar mit einem Fingerabdruck. Sie ermöglicht es, jeder Zelle eindeutig ihren Produktionsdatensatz zuzuordnen. So lassen sich Informationen zu Materialien, Produktionsprozessen und CO₂-Fußabdruck fälschungssicher erfassen, speichern und auslesen. Die technische Umsetzung erfolgte in Zusammenarbeit mit mehreren Partnern und wurde mit bestehenden Standards wie CATENA-X verknüpft, um den einfachen und sicheren Datenaustausch zu gewährleisten.
Nachhaltige Elektrodenfertigung mit Wasser und Cellulose
Ein besonders wichtiger Fortschritt im Projekt war die Entwicklung eines wasserbasierten Verfahrens zur Herstellung von Kathoden. Dabei wurden zwei besonders kritische Stoffe ersetzt: Das bisher eingesetzte Lösungsmittel NMP (N-Methyl-2-Pyrrolidon), das als reproduktionstoxisch gilt, wurde durch Wasser ersetzt. Auch der übliche Binder PVDF (Polyvinylidenfluorid), ein Kunststoff aus der umweltkritischen PFAS-Stoffgruppe, wurde durch eine nachhaltige Alternative auf Cellulosebasis ausgetauscht. Diese Umstellung verbessert nicht nur die Umweltbilanz der Batterieproduktion deutlich, sondern ermöglicht auch ein einfacheres, ebenfalls wasserbasiertes Recycling.
Direktes Recycling
Auch im Bereich Recycling wurden entscheidende Fortschritte erzielt. Mit einem neuen Verfahren, der sogenannten elektrohydraulischen Zerkleinerung (EHZ) und Zentrifugentechnologien konnten Batteriezellen in ihre Einzelmaterialien zerlegt und zurückgewonnen werden, ohne ihre jeweiligen Funktionen zu verlieren. Im Gegensatz zu etablierten Verfahren wie der Pyrometallurgie bleibt so mehr Materialqualität erhalten – und das zu geringeren Kosten. Mess- und Analysetools zur schnellen Erfassung von Schlüsselkomponenten wie Lithium und Aluminium im Prozesswasser runden die Lösung ab.
Pressemitteilung des Fraunhofer ISC