Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Hocheffizientes Recycling von Li-Ionen Aktivmaterialien aus Rund- und Knopfzellen (ReAktiv)
In Kürze
Das Projekt »ReAktiv« zielt darauf ab, den Recyclingprozess von Rundzellen und die Wiederaufbereitung der daraus gewonnenen Aktivmaterialien entscheidend zu verbessern – und das ohne die Entstehung von Schwarzmasse. Zusätzlich soll demonstriert werden, wie diese recycelten Materialien in neuen Batteriezellen verwendet werden können.
Im Detail
Rundzellen, hauptsächlich aus Produktionsausschuss, werden zunächst zerlegt und die enthaltenen Anoden und Kathoden sortenrein getrennt. Nachdem die Aktivmaterialien von den Elektrodenfolien gelöst wurden, werden sie in weiteren Schritten gereinigt und gegebenenfalls aufbereitet. Ziel ist es, dass die Eigenschaften dieses recycelten Materials mit frischem Material vergleichbar sind. Dies wird durch den Aufbau neuer Zellen mit einem Rezyklatanteil und deren anschließende Charakterisierung gezeigt. Begleitend werden die gewonnenen Erkenntnisse mit Hilfe eines Hybridmodells in ein Batteriezellmodell überführt, sodass am Ende des Projektes ein Modell für Rezyklatzellen als Auslegungshilfe vorliegt. Zusätzlich erfolgt eine ökonomische und ökologische Bewertung der neuen Prozesskette.
Projektstruktur und Innovationen
Durch die Zusammenarbeit von Industrie und Wissenschaft werden folgende Innovationen angestrebt:
- Demontage von Rundzellen zur separaten Rückgewinnung von Anoden und Kathoden (IPA).
- Entwicklung und Erprobung von Prozessschritten zur Rückgewinnung hochwertiger, sortenreiner Anoden- und Kathodenmaterialien (IWKS/TU Freiberg).
- Aufbau eines Zellmodells als Planungstool zur Charakterisierung der Leistungsfähigkeit von Rezyklatzellen unter Berücksichtigung der Spezifika von recycelten Aktivmaterialien (IPA).
- Aufbau, Erprobung und Benchmarking von Rezyklatzellen (IPA).
- Effiziente Rückgewinnung von Lithium-Metall aus Schwarzmasse (KUTEC).
Durch diese ganzheitliche Herangehensweise wird das Projekt »ReAktiv« einen bedeutenden Beitrag zur nachhaltigen Batterieproduktion leisten.