Los miembros de la comunidad industrial y científica quieren demostrar conjuntamente que los componentes más valiosos de las baterías de tracción pueden recuperarse y reutilizarse varias veces seguidas mediante el reciclaje. El consorcio de investigación HVBatCycle tiene como objetivo mantener los metales del cátodo, el electrolito y el grafito permanentemente en un ciclo cerrado de materiales (reciclado de circuito cerrado).

Bajo la dirección del Grupo Volkswagen, las empresas Tanobis, J. Schmalz y Viscom han estado colaborando durante tres años con investigadores de la Universidad RWTH de Aachen, la Universidad Técnica de Braunschweig y el Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Superficies y Películas Finas (IST) para llevar a cabo la investigación y el desarrollo de los procesos necesarios. Es un proyecto financiado por el Ministerio Federal de Economía y Protección del Clima de Alemania.

Para tener que utilizar menos materiales de fuentes primarias, como minas o salinas, las materias primas esenciales deberían recuperarse no solo una vez, sino varias. Con este fin, las celdas de las baterías fabricadas con material reciclado se pueden volver a reciclar, lo que también demuestra que incluso después de múltiples ciclos de reciclaje la calidad del material no se ve afectada. El cierre del ciclo requiere complejos procesos interdisciplinarios.

Para que el reciclaje sea eficiente y razonable desde el punto de vista ecológico y económico, todos los procesos deben estar coordinados entre sí para producir materiales secundarios clasificados y de alta calidad bajo los más altos criterios de seguridad. Según Volkswagen, es una cuestión sobre todo de escalabilidad y eficiencia económica.

El proyecto de consorcio se centra en la planificación de la ruta de reciclaje mecánico-hidrometalúrgico, que se caracteriza por sus bajos requisitos energéticos y la posibilidad de una distribución descentralizada que resulta relativamente sencilla en comparación con determinados procesos de reciclaje en Europa. Esto favorece el desarrollo de una economía circular local y garantiza la obtención de materias primas de gran importancia estratégica, lo que reduce significativamente la dependencia que tiene Europa de otras regiones del mundo.

Los enfoques de desarrollo del proyecto HVBatCycle residen en una descarga orientada a la demanda, es decir, optimizada económicamente, y en un desmontaje ampliamente automatizado de los sistemas de baterías en declive hasta el nivel de las celdas o los electrodos. Esto también incluye una separación prácticamente sin pérdidas del material activo y de las láminas portadoras, así como la recuperación del grafito y de los componentes altamente volátiles del electrolito.

A continuación, el tratamiento hidrometalúrgico de la “masa negra”, formada por grafito y metales de la batería, se centra, mediante el uso de agua y disolventes químicos, en la extracción temprana y selectiva del litio en forma soluble, así como en la lixiviación, la precipitación y el refinado de los metales contenidos en forma de concentrado de hidróxido mixto. Respecto a la síntesis de material renovado del material activo catódico, se investigará si la separación de los compuestos metálicos es realmente necesaria para producir un nuevo material catódico de alto rendimiento.

La labor de investigación sobre el procesamiento del electrolito y el grafito pretende demostrar, mediante el desarrollo de procesos adecuados, que los componentes importantes del electrolito y el grafito también pueden procesarse de forma eficiente y volver a utilizarse con una calidad adecuada para la producción de celdas de batería. Todas las fases del proceso conllevan un análisis del ciclo de vida ecológico y económico.