Versleten EV-batterijen blijken veel minder afgeschreven dan gedacht. Met een nieuwe techniek kunnen onderzoekers tot 95 procent van de capaciteit terughalen zonder de batterij te vermalen of te verbranden.
Elektrische autobatterijen die vandaag worden afgeschreven, belanden meestal in energie-intensieve recyclageprocessen waarbij ze worden verhit of vermalen tot zogenoemde “black mass”. Daaruit worden kritieke grondstoffen zoals lithium, nikkel en kobalt teruggewonnen. Dat proces is duur, vervuilend en technisch complex, terwijl de batterij zelf volledig wordt vernietigd. De vraag is steeds urgenter geworden: moeten we batterijen echt slopen om ze opnieuw bruikbaar te maken?
Volgens de studie, gepubliceerd in Energy and Environmental Science, hebben onderzoekers van Cornell University een alternatief ontwikkeld dat die logica volledig omdraait. In plaats van materialen terug te winnen door vernietiging, herstellen ze bestaande batterijonderdelen rechtstreeks via een gecontroleerd chemisch proces. De methode werd ontwikkeld onder leiding van onder meer Vibha Kalra van de Cornell University en laat zien dat tot 95 procent van de oorspronkelijke capaciteit kan worden teruggewonnen.
Een ‘dode’ batterij is niet leeg
Veel mensen gaan ervan uit dat een batterij versleten raakt omdat de grondstoffen erin opraken. In werkelijkheid ligt dat vaak genuanceerder. Tijdens duizenden laad- en ontlaadcycli ontstaat op de elektroden een steeds dikkere laag afzettingen, bekend als de solid electrolyte interphase (SEI).
Deze laag werkt als een soort verstopping binnen de batterij. De waardevolle materialen zijn nog aanwezig, maar lithium-ionen kunnen zich minder vrij bewegen, waardoor de prestaties afnemen. Bij conventionele recycling wordt de volledige batterij vernietigd om vervolgens dezelfde materialen opnieuw te verwerken tot nieuwe componenten.
Chemisch bad herstelt EV-batterijen
De onderzoekers ontwikkelden een techniek die zij Direct Electrode-to-Electrode Regeneration (DEER) noemen. Daarbij worden de elektroden uit de batterij gehaald terwijl ze intact blijven. Vervolgens worden ze ondergedompeld in een speciaal oplosmiddel, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone.
Dat oplosmiddel verwijdert de ongewenste afzettingen zonder de interne structuur van de elektroden aan te tasten. In plaats van de batterij volledig af te breken tot grondstoffen, kunnen de bestaande onderdelen daardoor rechtstreeks opnieuw worden gebruikt.
Tot 95 procent capaciteitsherstel
De onderzoeksresultaten zijn opvallend. Tests lieten zien dat de behandelde elektroden tot 95 procent van hun oorspronkelijke capaciteit konden terugwinnen. Daarmee komen de prestaties van de herstelde componenten dicht in de buurt van nieuwe batterijonderdelen.
Volgens de onderzoekers levert de methode niet alleen betere materiaalefficiëntie op, maar ook aanzienlijke economische voordelen. Omdat energie-intensieve stappen zoals vermaling, smelten en herfabricage grotendeels wegvallen, kunnen de totale productiekosten met circa 56 procent dalen. Ook het waterverbruik en de uitstoot van schadelijke stoffen nemen af.
Fundamentele omslag
Voorlopig werkt de techniek vooral bij batterijen die nog ongeveer 70 tot 80 procent van hun oorspronkelijke gezondheid bezitten. Dat is opvallend genoeg precies het punt waarop veel EV-batterijen vandaag worden vervangen.
De volgende stap voor het onderzoeksteam is het opschalen van de technologie naar grotere batterijpakketten en het aanpakken van andere vormen van degradatie, zoals permanent lithiumverlies. Als dat lukt, zou de batterij-industrie weleens voor een fundamentele omslag kunnen staan. In plaats van afgedankte batterijen uit elkaar te halen, worden ze dan simpelweg gerepareerd — met behoud van vrijwel alle waardevolle componenten.
