Zaprogramowana nieśmiertelność baterii litowo-jonowej

Zaprogramowana nieśmiertelność baterii litowo-jonowej INM

Zespoły badawcze z niemieckiego Leibniz Institute for New Materials w Saarbrücken (INM), Fraunhofer Institute for Silicate Research (ISC) w Würzburgu i Friedrich Alexander University (FAU) w Erlangen-Nurembergu rozpoczęły projekt AdRecBat. Zajęto się w nim recyklingiem baterii litowo-jonowych nie pod koniec ich życia, ale już w momencie projektowania produktu. Celem projektu jest rozróżnienie komponentów baterii od siebie w taki sposób, aby możliwy był recykling według typu.

Świat przeżywa obecnie gigantyczny boom w zakresie technologii baterii litowo-jonowych. Jak podaje europejskie stowarzyszenie mobilności Transport i Środowisko, na najbliższych 10 lat ogłoszono ponad 40 projektów fabryk baterii w Europie. Z punktu widzenia zrównoważonego rozwoju elektromobilności muszą temu towarzyszyć badania nad efektywnym recyklingiem materiałów akumulatorowych, a także ich prawie całkowitym powrotem do cyklu surowcowego tak szybko, jak to możliwe. 

Dotyczy to nie tylko komponentów, które magazynują energię, ale także elektrod, obudów i korpusów. W projekcie AdRecBat (Additive-based „Design for Recycling” of Lithium-Ion Batteries) Federalnego Ministerstwa Edukacji i Badań Naukowych (BMBF) zespoły badawcze z:

  • INM,
  • ISC
  • i FAU

łączą swoje doświadczenia.

Ich podejście polega na zaprojektowaniu baterii litowo-jono-wych na kilku poziomach – w taki sposób, aby użyte materiały mogły być łatwo oddzielone od siebie pod koniec życia baterii i poddane osobnemu recyklingowi. W tym celu partnerzy badają istotne z punktu widzenia recyklingu miejsca, w których materiały przylegają do siebie podczas eksploatacji baterii, ale mogą być łatwo od siebie oddzielone po zakończeniu eksploatacji.

Punkty istotne dla recyklingu to np. zgrzew modułu czy zaciski z elektrodami. Po zużyciu baterii reakcje rozdzielania wyzwala się przez zmiany zewnętrznego pola magnetycznego, temperatury lub wartości pH. Poszczególne składniki mogą być następnie wprowadzone powtórnie do cyklu produkcyjnego.

Dodatki wyzwalające powinny być elastyczne i, jeśli to możliwe, łatwe do zintegrowania niezależnie od typu baterii, tak aby różni producenci baterii litowo-jonowych mogli wyposażyć swoje produkty w dodatki i poprawić ich zdolność do recyklingu – wyjaśnia prof. Tobias Kraus, lider projektu AdRecBat w INM, i dodaje: – Warunkiem powodzenia procesu jest to, że dodatki pozostają quasi-niewidoczne w baterii i nie pogarszają jej funkcjonalności pod żadnym względem.

Celem jest zwiększenie wydajności, a tym samym opłacalności recyklingu w porównaniu z istniejącymi procesami piro- i hydrometalurgicznymi. W nich bowiem wyrzucone baterie są rozdrabniane w całości bez żadnych etapów pośrednich. W INM oprócz zespołu prof. Krausa w projekt zaangażowana jest również grupa badawcza prof. Volkera Pressera, Energy Materials oraz własne Centrum Innowacji INM IZI. 

Źródło: INM

Tagi artykułu

autoExpert 03 2025

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę