Lithium-Ionen-Akkus zu 91% rezyklieren

Der Schweizer Elektrofahrzeughersteller Kyburz nahm eine neue Recyclinganlage in Betrieb, die Materialien aus Lithium-Ionen Akkus zum grossen Teil zurückgewinnen kann. Die Anlage wurde in enger Zusammenarbeit mit Expertinnen und Experten der Empa konzipiert und aufgebaut.

Die E-Mobilität boomt und dies lässt die Nachfrage nach Lithiumbatterien rasant ansteigen. Elektrofahrzeuge haben jedoch einen Haken: Die Herstellung der Akkus ist ressourcenintensiv und das Recycling der Batterien steckt noch in den Kinderschuhen.

Die Kyburz Switzerland AG nahm am 4. September 2020 eine hauseigene Lithiumionenbatterie-Recycling-Anlage in Betrieb – die erste dieser Art in der Schweiz. Das mit Unterstützung der Empa und der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) entwickelte Recycling-Verfahren erlaubt es, bis zu 91 Prozent der enthaltenen Metalle wiederzugewinnen.

Von der Bachelorarbeit zum Pionierprojekt

Die elektrischen Dreiradroller von des Schweizer Herstellers sind rund um die Welt im Einsatz, auch bei der Schweizerischen Post. Bisher wurden die Lithiumbatterien der Fahrzeuge extern recycelt, wobei die gängigen Verfahren aus Sicht des Unternehmens zu wenig nachhaltig sind. Die Batterien werden geschreddert und danach entweder eingeschmolzen oder mit Chemikalien behandelt. Beides verbraucht viel Energie – und während beim heissen Verfahren (Pyrometallurgie) wertvolle Rohstoffe verlorengehen, belastet das kalte Verfahren (Hydrometallurgie) die Umwelt.

Kyburz suchte eine Alternative: «Unser Ziel war es, einen Recycling-Prozess zu entwickeln, der effizient, umweltschonend und sicher ist», sagt der Projektverantwortliche Olivier Groux. Der gelernte Chemielaborant hat 2018 ein Bachelor-Studium in Umweltingenieurwesen an der ZHAW absolviert, das von Experten der Empa betreut wurde. Daraufhin wurde er bei Kyburz angestellt.

In enger Zusammenarbeit mit Lorena Toledo, Rolf Widmer und Marcel Gauch von der Empa entwickelte er ein völlig neues Recyclingverfahren, das nun zum Einsatz kommt: Durch optimales Entladen, eine sorgfältige Zellenzerlegung und eine Aufreinigung mittels Wasser lassen sich Lithiumeisenphosphat-Batterien (LiFePO4) nachhaltig rezyklieren – ohne jeglichen Einsatz von Chemikalien.

Potenzial für verschiedenste Batterietypen

Langfristiges Ziel ist eine Produktionsanlage, die alle von Kyburz je verbauten LiFePO4-Batterien wieder zurück in die Ausgangsstoffe zerlegen kann. In der ersten Ausbaustufe sollen rund 4000 Zellen pro Jahr verarbeitet werden. Im Endausbau wird die Anlage eine Kapazität von bis zu 24000 Zellen pro Jahr erreichen, was der Jahresproduktion von 3000 Fahrzeugen entspricht.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Lorena Toledo Reyes
Empa, Technology and Society
Tel. +41 58 765 7678
lorena.toledoreyes@empa.ch

Dr. Rolf Widmer
Empa, Technology and Society
Tel. +41 58 765 78 63
Rolf.Widmer@empa.ch

Weitere Informationen:

https://www.youtube.com/watch?v=HL6xscxzEJ8&feature=youtu.be
https://www.empa.ch/web/s604/batterierecycling-eq65

http://www.empa.ch