22. September 2026, 10:31 Uhr | Lesezeit: 5 Minuten
Lithium-Ionen-Akkus gelten als aufwendig zu recyceln. Sie stecken heute unter anderem in Smartphones, Laptops und Elektroautos. Nach vielen Ladezyklen verlieren sie jedoch an Leistung und landen irgendwann im Recycling. Forscher haben nun eine Methode entwickelt, die diesen Prozess deutlich verändern könnte. Statt alte Akkus vollständig zu zerlegen und die enthaltenen Rohstoffe zurückzugewinnen, wollen sie wichtige Bauteile direkt wiederverwenden. Das könnte nicht nur Kosten sparen, sondern auch den Energieaufwand beim Recycling deutlich reduzieren.
Was hinter der neuen Akku-Wiederherstellung steckt
Die Forschung stammt von einem Team der Cornell University in den USA. Die Wissenschaftler nennen ihren Ansatz „Direct Electrode-to-Electrode Regeneration“, kurz DEER. Übersetzt bedeutet das so viel wie „direkte Regeneration von Elektrode zu Elektrode“.
Elektroden gehören zu den wichtigsten Bauteilen im Inneren eines Akkus. Vereinfacht gesagt wandern beim Laden und Entladen elektrische Ladungen zwischen ihnen. Genau diese Bauteile wollen die Forscher erhalten und wiederaufbereiten, statt sie wie bisher zu zerstören.
Hinter der Forschung steht auch die Sorge um die langfristige Verfügbarkeit wichtiger Rohstoffe. „Als Lithium-Ionen-Akkus auf den Markt kamen, dachte niemand daran, dass diese Mineralien in der Erdkruste nur begrenzt vorkommen und man sie nicht unbegrenzt gewinnen kann“, sagt Vibha Kalra, Projektleiterin und Professorin für Chemieingenieurwesen in Cornell.
Recycling ist heutzutage ein Akt „brutaler Gewalt“, sagt Kalra. Ausgediente Lithium-Ionen-Akkus werden dabei geschreddert oder eingeschmolzen. Anschließend gewinnen Unternehmen daraus Rohstoffe wie Lithium, Nickel oder Kobalt zurück. Diese Rohstoffe müssen danach erneut verarbeitet werden, um daraus neue Batterien herzustellen. Der DEER-Ansatz verfolgt einen anderen Weg. Er soll die vorhandenen Bauteile möglichst lange nutzbar halten.
Warum Akkus überhaupt an Leistung verlieren
Viele Lithium-Ionen-Akkus werden nicht unbrauchbar, weil ihre Materialien vollständig verschleißen. Stattdessen bilden sich im Laufe der Zeit Ablagerungen im Inneren der Batterie.
Das Cornell-Team um Kalra spricht dabei von einer „Solid Electrolyte Interphase“, kurz SEI. Dabei handelt es sich um eine dünne Schicht, die sich während der Nutzung auf den Elektroden bildet. Eine kleine Menge davon ist normal und sogar notwendig. Mit der Zeit wird die Schicht jedoch immer dicker und behindert die chemischen Prozesse. Die Folge: Die Kapazität sinkt und der Akku hält nicht mehr so lange durch.
Um diese Ablagerungen zu entfernen, nehmen die Forscher die Elektroden aus alten Batterien heraus und legen sie in eine spezielle chemische Lösung. Diese enthält die Verbindung 1,3-Dimethyl-2-Imidazolidinon, kurz DMI. Die Lösung soll die störenden Ablagerungen entfernen, ohne die Elektroden selbst zu beschädigen.
Zweites Leben für alte Batterien
Nach Angaben des Forschungsteams konnten Batterien, die nur noch 70 bis 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität erreichten, nach der Behandlung wieder auf bis zu 95 Prozent gebracht werden.
Die regenerierten Akkus schnitten in den Versuchen zudem nicht nur bei der Kapazität besser ab, sondern alterten auch langsamer. Während unbehandelte Batterien pro Ladezyklus durchschnittlich 0,072 Prozent ihrer Kapazität verloren, lag dieser Wert bei den mit DEER behandelten Zellen bei 0,042 Prozent. Diesen Effekt beobachteten die Forscher über rund 800 Ladezyklen hinweg.
Interessant ist außerdem, dass sich eine bereits regenerierte Batterie ein zweites Mal behandeln ließ. Anschließend erreichte sie erneut rund 90 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität. Damit könnte das Verfahren die nutzbare Lebensdauer von Batterien unter bestimmten Voraussetzungen mehr als einmal verlängern.
Was hat „Black Mass“ mit dem Recycling zu tun?
Ein wichtiger Unterschied zu heutigen Verfahren liegt im Umgang mit den Batterien. Beim klassischen Recycling werden Batterien oft zu einem dunklen Pulver zerkleinert. Dieses Gemisch wird als „Black Mass“ bezeichnet. Diese Masse enthält unter anderem Lithium, Nickel, Kobalt, Kupfer und weitere wertvolle Rohstoffe. Sie können später zurückgewonnen werden. Allerdings gehen dabei die ursprünglichen Bauteile der Batterie verloren.
Genau das will das Cornell-Forscherteam vermeiden. Ihr Ansatz behandelt die Batterie weniger als Rohstoffquelle und mehr als ein Produkt, dessen einzelne Komponenten repariert werden können.
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Forscher sehen Sparpotenzial
Eine begleitende Analyse kommt zu dem Ergebnis, dass sich die Verarbeitungskosten gegenüber herkömmlichen Recyclingverfahren um 56 Prozent verringern könnten. Auch der Wasserverbrauch und die Emissionen könnten sinken.
Die Forscher sehen zudem wirtschaftliches Potenzial. Nach Berechnungen des Forschungsteams könnten mit DEER aufbereitete Batteriezellen rund 15,25 US-Dollar pro Kilogramm kosten. Herkömmliche Recyclingverfahren auf Basis hoher Temperaturen oder chemischer Prozesse kommen demnach auf etwa 26,31 US-Dollar pro Kilogramm.
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In dieser Kalkulation ist allerdings noch nicht berücksichtigt, dass die verwendete DMI-Lösung wiederaufbereitet werden könnte. Allein diese Chemikalie verursacht den Wissenschaftlern zufolge rund 63 Prozent der Verfahrenskosten. Sollte sie sich mehrfach nutzen lassen, könnte das die Wirtschaftlichkeit des Ansatzes weiter verbessern.
Nicht jede Batterie lässt sich retten
Allerdings eignet sich das Verfahren nicht für jede Batterie, erklärt das Technik-Magazin „Techspot“. Es kann vor allem dann helfen, wenn die Leistung durch die Ablagerungen auf den Elektroden nachgelassen hat. Sind dagegen wichtige Bestandteile im Inneren bereits dauerhaft beschädigt oder verloren gegangen, bleibt klassisches Recycling weiterhin notwendig.
Zudem löst DEER nicht alle praktischen Herausforderungen. Die Batterien müssen weiterhin geöffnet werden, damit die Elektroden separat behandelt werden können. Das Einbringen der Reinigungslösung in eine geschlossene Batterie erwies sich in den Versuchen als deutlich weniger wirksam. Für einen industriellen Einsatz wäre daher weiterhin eine aufwendige Zerlegung der Batterie erforderlich.
Ob sich die Technologie auch außerhalb des Labors bewährt, müssen weitere Untersuchungen zeigen. Die Forscher wollen deshalb nun größere Batteriesysteme testen und prüfen, für welche Batterietypen sich das Verfahren tatsächlich eignet.