Wie wichtig die Sicherheit im Umgang mit elektrischen Energiespeichersystemen für Mensch und Umwelt ist, zeigte der brennende Auto-Frachter „Freemantle Highway“ vor der Nordseeinsel Ameland. Vor allem die Lithium-Batterien der E-Autos erschwerten die Löscharbeiten. Mit der Entwicklung des weltweit ersten zertifizierten Referenzmaterials für Kathodenmaterial von Lithium-Ionen-Akkus hat die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) nun einen Maßstab gelegt. Das Material erlaubt, die Zusammensetzung und damit Qualität und Leistungsfähigkeit der leistungsstärksten Batterietypen zu überprüfen und zu vergleichen. Gleichzeitig lassen sich Recyclingverfahren verbessern und Recyclingquoten, wie sie die künftige EU-Batterieverordnung vorschreibt, einhalten.
Kathoden, ein entscheidender Bestandteil von elektrischen Batterien, spielen eine Schlüsselrolle für effiziente Energiespeichersysteme und erfordern Wissen über ihre Zusammensetzung bis auf die Partikelebene. Im engen Austausch mit der Batterieindustrie hat die BAM das Referenzmaterial entwickelt: Es besteht aus dem Kathodenmaterial NMC 111 (Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt), das in Lithium-Ionen-Systemen verbaut ist. Die exakten Massenanteile für Lithium, Nickel, Mangan, Cobalt und weitere sieben Bestandteilen werden angegeben, dazu die Partikelgrößenverteilung und die spezifische Oberfläche des Pulvers.
Das Referenzmaterial kann als verlässlicher Maßstab für die Charakterisierung und Bewertung von Kathodenmaterial des Nickel-Mangan-Cobalt-Typs dienen. Zugleich ermöglicht es Unternehmen, die Qualität von Kathodenmaterial bereits bei der Herstellung zu kontrollieren und zu vergleichen. Der Anteil von teurem Kobalt lässt sich im Vorfeld bestimmen und Verunreinigungen lassen sich verhindern.
Künftige EU-Batterieverordnung schreibt Recyclingquoten vor
Besondere Bedeutung erlangt das Referenzmaterial durch die vom EU-Parlament kürzlich beschlossene neue EU-Batterieverordnung. Sie schreibt nach einer Übergangszeit feste Recyclingquoten für Bestandteile von Lithium-Ionen-Batterien vor. Das Referenzmaterial der BAM erleichtert Recycling-Unternehmen, hochwertige Kathodenmaterialien wie Cobalt, Nickel und Mangan in Altbatterien zu identifizieren, und auf Wiederverwendbarkeit im Rahmen einer Kreislaufwirtschaft zu überprüfen. Dadurch kann der Ressourcenverbrauch im Batteriebereich gesenkt werden. Auch ist mit dem Einsatz des neu entwickelten Referenzmaterials eine noch bessere Qualitätsüberprüfung und -sicherung möglich. Das Referenzmaterial der BAM wurde nach strengen internationalen Standards und im Rahmen eines Ringversuchs mit 16 erfahrenen Laboren entwickelt. Erhältlich ist es im BAM-Webshop.
