Recyclingverfahren für trockenprozessierte Kathoden entwickelt

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Forschungsteam treibt umweltfreundliche Produktion von Batterien voran

In den Laboren des MEET Batterieforschungszentrums wird sowohl die Trockenprozes
In den Laboren des MEET Batterieforschungszentrums wird sowohl die Trockenprozessierung von Elektroden als auch deren Recycling erforscht. © Uni Münster - Michael Möller
Ein entscheidender Schritt, um die Produktion von Batteriezellen umweltfreundlicher und kostengünstiger zu gestalten, sind innovative Produktionsprozesse wie die Trockenprozessierung von Elektroden. Bei diesem Verfahren kann vollständig auf teure, zum Teil toxische, organische Lösungsmittel verzichtet werden. Möglich macht dies die Wahl des passenden Binders: der Hochtemperaturkunststoff Polytetrafluorethylen (PTFE). Um mit solchen Verfahren die zirkuläre Wirtschaft von Batterien zu stärken, ist es unerlässlich, Recyclingmöglichkeiten von Anfang an zu integrieren. Ein Team des MEET Batterieforschungszentrums und des Instituts für Wirtschaftschemie der Universität Münster hat deshalb eine Methode entwickelt, mit der trockenprozessierte Kathoden von Lithium-Ionen-Batterien recycelt werden können. Die Ergebnisse haben die Experten jetzt im Fachmagazin "Advanced Energy Materials" veröffentlicht.

"Das Recycling kann trockenmechanisch durch den Einsatz von Mühlen erfolgreich umgesetzt und skaliert werden", sagt Maike Michelle Gnutzmann, Doktorandin am MEET Batterieforschungszentrum und der internationalen Forschungsschule BACCARA. Im Fall der trockenprozessierten Kathoden lösen die Mühlen das Kathodenkomposit vom Stromsammler und granulieren es anschließend. Im Ergebnis liegen alle Bestandteile wie Aktivmaterial, PTFE-Binder und Leitruß in ihrer ursprünglichen Form vor.

Da die Materialien durch diesen Recyclingprozess nicht beschädigt würden, können sie unmittelbar wiederverwendet werden. Darüber hinaus bewertete das Institut für Wirtschaftschemie durch eine Analyse der Lebenszykluskosten die Profitabilität des Verfahrens positiv. Die Ergebnisse zeigen, dass der Recyclingprozess nicht nur aufgrund seiner Nachhaltigkeit, sondern auch aus Kostengründen für industrielle Anwendungen interessant ist.

Originalpublikation

M. M. Gnutzmann, S. Raffenberg, M. Gutsch, M. Winter, M. Börner, and J. Kasnatscheew, "A Dry-Mechanical Approach for Scrap Recycling of Dry-Processed Lithium Ion Battery Cathodes." Adv. Energy Mater. (2025): e03459. https://doi.org/10.1002/aenm.202503459