Das Batterie-Recycling spielt eine Schlüsselrolle bei der Ökobilanz von Elektroautos. Eine E-Auto-Batterie ist erst dann nachhaltig, wenn an ihrem Lebensende möglichst viele Rohstoffe zurückgewonnen werden. Das Recycling von Elektroauto-Batterien gilt als künftiges Milliardengeschäft, ist allerdings bislang schwer zu automatisieren. Während bisher kleine Pilotanlagen E-Auto-Batterien in geringen Stückzahlen recyceln, startet Hydrovolt nun den Betrieb von Europas größter Batterie-Recyclingfabrik in Fredrikstad, etwa 100 Kilometer südlich von Oslo (Norwegen).

Hydrovolt ist ein gemeinsames Tochterunternehmen des schwedischen Batterie-Start-Ups Northvolt und des norwegischen Aluminiumherstellers Hydro. Die Kapazität der Anlage beträgt nach eigenen Angaben 12.000 Tonnen Batteriepacks pro Jahr. Das entspricht etwa 25.000 E-Auto-Batterien und genügt laut Hydrovolt nach heutigem Stand für den gesamten norwegischen Markt für Altbatterien. In Norwegen, dem europäischen Vorreiter der Elektromobilität, fahren bereits rund 560.000 Elektrofahrzeuge auf den Straßen – Tendenz steigend. Bei den Neuzulassungen haben die Stromer ihre Verbrenner-Pendants längst hinter sich gelassen.

Wie recycelt Hydrovolt?

Beim Recycling der Stromspeicher für E-Autos gibt es unterschiedliche Ansätze. Hydrovolt schreddert die Batterien und trennt die Stoffe anschließend mit einem hydrometallurgischen Verfahren. Über diese und andere Methoden des Batterie-Recyclings berichtete mobility-talk.

Ein Elektroauto-Akku wiegt rund 450 Kilogramm. Die wertvollsten Metalle machen etwa 70 Prozent seines Gewichts aus. Kommt ein ausgedienter Stromspeicher in der norwegischen Anlage an, entladen die Ingenieure ihn zunächst. Anschließend demontieren sie das Batteriepaket, um an die Batteriezellen mit den Rohstoffen zu gelangen. Das Batteriegehäuse – hauptsächlich aus Aluminium bestehend – gibt Hydrovolt an Partner ab, die das Metall dem Wertstoffkreislauf zuführen.

Im nächsten Schritt werden die Batteriezellen mechanisch zerkleinert und dann geschreddert. Dabei arbeitet die Anlage komplett automatisiert. Einmal, weil das in der Batterie befindliche Lithium hochreaktiv ist und im Kontakt mit der Umgebungsluft Feuer fangen könnte. Und zur Maximierung der Ausbeute: Die Hydrovolt-Recyclinganlage verfügt über ein „Staubsammel-System“, das auch kleinste Staubpartikel der wertvollen Rohstoffe einfängt, um diese wiederzuverwerten. Laut Hydrovolt liegt die Recycling-Quote des gesamten Prozesses bei etwa 95 Prozent.

Das „schwarze Gold“

Nach dem Schreddern bleiben Kunststoffe, Aluminium und Kupfer, das flüssige Lithiumelektrolyt sowie ein feuchtes schwarzes Pulver zurück. Das flüssige Lithiumelektrolyt wird nun abgedampft, eingefangen und die zurückbleibenden Stoffe sortiert. Das schwarze Pulver ist das „schwarze Gold“ der Batterie-Recycler. Es enthält die kritischen Rohstoffe Lithium, Mangan, Kobalt und Nickel. Dieser Verbund ist schwierig zu trennen. Deshalb übergibt Hydrovolt die schwarze Masse derzeit an seine Partner zur weiteren Trennung. Künftig soll dies jedoch eine Anlage des Mutterkonzerns Northvolt in Skellefteå (Schweden) übernehmen. Die löst das Pulver mit Hilfe von Lösungsmitteln in Wasser auf. Dieser Lösung mischen die Mitarbeitenden im nächsten Schritt verschiedene Fällungsmittel bei. Sie führen dazu, dass einzelne Stoffe zum Grund des Behälters sinken. So separiert der Recyclingprozess die einzelnen Metalle nach und nach voneinander.

Anlage soll ausgebaut werden

Hydrovolt will seine Recyclingkapazitäten in Europa ausweiten. Bis 2025 will das Joint-Venture etwa 70.000 Tonnen Batteriepakete pro Jahr recyceln. Das entspricht rund 150.000 E-Auto-Batterien. Bis 2030 sollen es 300.000 Tonnen werden, was etwa einer halben Million E-Auto-Akkus entspricht.

Aus den recycelten Stoffen, sofern sie rein genug sind, entstehen im besten Fall neue Batterien. Der Batteriehersteller Northvolt hat bereits eine erste Lithium-Ionen-Batteriezelle mit einer Nickel-Mangan-Kobalt-Kathode aus recycelten Materialien hergestellt. Eine Kathode ist der Minuspol einer Batterie. Den Pluspol nennt man Anode. Laut Northvolt sei die Zelle „auf Augenhöhe mit Zellen, die mit frisch abgebauten Metallen hergestellt wurden.“ Das Ziel des Unternehmens ist es, bis 2030 zu 50 Prozent recyceltes Material in der Batterieproduktion zu verwenden.

Northvolts Umweltverantwortliche Emma Nehrenheim erklärt: „Die in der Batterieproduktion verwendeten Metalle sind endlich. Indem wir die aus der Erde geförderten Rohstoffe durch recycelte Materialien ersetzen, können wir nicht nur den CO2-Fußabdruck der Batterien verringern, sondern auch die nachhaltige, langfristige Nutzung der Lithium-Ionen-Batterietechnologie ermöglichen.“