Beim herkömmlichen Recycling von Akkus werden diese normalerweise vollständig zerlegt, damit anschließend die wertvollen Rohstoffe extrahiert werden können. Aus diesen werden dann neue Akkus hergestellt. Das ist allerdings nicht nur teuer, aufwändig und energieintensiv. Es produziert auch Müll und dabei können nicht alle Rohstoffe gerettet werden.
Ein Team der Cornell Universität (New York) hat nun allerdings im Labor eine Methode entwickelt, mit der leere Lithium-Ionen-Akkus regeneriert werden können. Das kann ihre Lebensdauer massiv verlängern und zudem Kosten und Ressourcen sparen. Das Verfahren wird „Direct Electrode-to-Electrode Regeneration“, kurz DEER, genannt und beruht grob gesagt auf einer speziellen Art der Reinigung.
Lebensdauer und Schutz von Akkus in Tests deutlich verbessert
Ein häufiger Grund für den Verschleiß von Akkus liegt darin, dass sich mit der Zeit eine dicke Ablagerungsschicht bildet, die Solid Electrolyte Interphase (SEI) genannt wird. Eine dünne Schicht auf der Anode von Lithium-Ionen-Akkus haben diese von Haus aus, da sie für die Funktionsweise wichtig ist, indem sie nicht nur vor Zersetzung schützt, sondern auch den reibungslosen Durchtritt der Lithium-Ionen ermöglicht.
Passend zum Thema: Smartphone verliert ständig zu viel Akku? Diese Einstellungen können helfen
Mit der Zeit wird diese Schicht aber immer dicker, was den Widerstand erhöht und damit letztlich die Ladekapazität immer weiter abschwächt. Das DEER-Verfahren setzt an diesem Punkt an und reinigt die Akkus mit einer elektrochemischen Lösung. Auf diese Weise konnten bis zu 95 Prozent der ursprünglichen Kapazitäten wiederhergestellt werden.
DEER-Verfahren hat großes Potenzial für die Industrie
Neben der wiedergewonnenen Kapazität zeigte sich in Tests zudem, dass durch die chemische Lösung eine zusätzliche Schutzschicht aufgetragen wurde. Diese verlangsamt auch die künftige Alterung der Akkus und verlängert ihre Lebensdauer damit in doppelter Hinsicht. Eine anschließende Analyse ergab, dass das DEER-Verfahren damit langfristig die Kosten bei der Herstellung recycelter Zellen um 56 Prozent senken könnte, während gleichzeitig Ressourcen wie Wasser gespart und auch weniger Schadstoffe freigesetzt werden.
Bislang handelt es sich lediglich um Laborergebnisse. Das Team arbeitet nun daran, das Verfahren an industriellen Batterien zu testen. Dabei soll unter anderem untersucht werden, ob andere Alterungsprozesse wie Lithiumverlust dadurch verlangsamt werden können. Bei einem Erfolg würden sich Möglichkeiten etwa im Bereich der E-Mobilität aber auch in anderen Industrien ergeben, die auf große Energiespeicher angewiesen sind.