Batterierecycling

Seit vielen Jahren forschen wir erfolgreich an der Entwicklung neuer Werkstoffe und innovativer Batteriefertigungsprozesse für die Elektromobilität. Die Akzeptanz und Zukunftsperspektive moderner elektrischer Antriebskonzepte hängt dabei auch von der Möglichkeit ab, gebrauchte Batterien ressourcenschonend und umweltgerecht recyceln zu können.


Kreisläufe in der Elektromobilität schließen

Erst eine möglichst effiziente Rückgewinnung wertvoller und teilweise auch versorgungskritischer Rohstoffe wie Lithium, Kobalt und Kupfer ist die Voraussetzung dafür, dass sich der Aufwand ökonomisch und ökologisch bezahlt macht. Um Rohstoff- und Produktionskreisläufe zu schließen – und um damit eine industrielle Massenanwendung zu gewährleisten – hat das Fraunhofer IWS seine Forschungsaktivitäten ausgeweitet. Mehrere öffentlich geförderte Projekte geben nachfolgend einen Überblick.  

Forschungsprojekte im Kompetenzcluster »Recycling & Grüne Batterie (greenBatt)«

»ecoLiga« und »LOWVOLMON«

Die Projekte »ecoLiga« und »LOWVOLMON« werden gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages (FKZ: 03XP0354D).

Im Rahmen des vom BMBF initiierten Batterieclusters greenBatt sind wir Teil der beiden Forschungsprojekte »ecoLiga*1« und »LOWVOLMON*2«.

Das Projekt »ecoLiga« befasst sich schwerpunktmäßig mit der Rückgewinnung und dem Wiedereinsatz von Kohlenstoffmaterialien für Lithium-Batterien. Wir übernehmen die Fertigung von Primärzellen und die Resynthese von recycelten Kohlenstoffmaterialien für die Produktion von Zellen auf der Basis von Sekundärmaterial.

In »LOWVOLMON« liegt der Fokus auf (schwer-)flüchtigen organischen Verbindungen, die in Aufbereitungsprozessen von gebrauchten Batterien auftreten. In Kooperation mit weiteren Forschungseinrichtungen und Universitäten übernehmen wir die messtechnische Analyse zur zielgerichteten Bestimmung flüchtiger Substanzen. Hierfür entwickeln und testen wir geeignete Filterlösungen, die den Gesundheits- und Umweltschutz zukünftig deutlich verbessern. 

Weitere Informationen über das Kompetenzcluster greenBatt finden Sie unter: www.greenbatt-cluster.de

 

*1 Recycling und Resynthese von Kohlenstoffmaterialien aus Lithium-Batterien – Rückgewinnung, Aufbereitung, Wiedereinsatz und angepasstes Zelldesign.

*2 Monitoring schwerflüchtiger Elektrolyte in der mechanischen Recyclingprozesskette.

Forschungsprojekt »ReCycle«

Aufgetrennte Ultrakondensatoren zur Materialanalyse.
© Fraunhofer IWS Dresden
Aufgetrennte Ultrakondensatoren zur Materialanalyse.
Das Projekt »ReCycle« wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages (FKZ: 03ETE031K)
Das Projekt »ReCycle« wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages (FKZ: 03ETE031K).

In dem vom BMWi geförderten Projekt »ReCycle*3« arbeiten zahlreiche Industrieunternehmen und drei Fraunhofer-Institute (IKTS, IWS, IVI) zusammen, um Technologien entlang der Wertschöpfungskette der Wiederaufbereitung von Lithium-Ionen-Batterien und Supercap-Speichern zu erforschen. Gezielt werden alle Prozessabschnitte – von der Rücknahme, der Tiefentladung, der Demontage, der Zerkleinerung, der Fraktionierung bis zur Wiedergewinnung relevanter Rohstoffe – im Konsortium betrachtet. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Konzepterstellung für Prozesse und Anlagen und auf dem Nachweis der Machbarkeit im kleintechnischen Maßstab.

Hierbei übernehmen wir die Detektion von schädlichen Gas- und Partikelemissionen während des mechanischen Aufschlusses – wobei verschiedene Lithium-Ionen-Batterien und Supercaps untersucht werden. Gemeinsam mit Industriepartnern wird ein Filter-Prototyp entwickelt und im Prozess unter realen Bedingungen erprobt. Durch die Beteiligung der Unternehmen werden die Forschungsergebnissen direkt in die Anwendung überführt, wodurch ein wichtiger Beitrag zur Einhaltung der Emissionsgrenzwerte geleistet wird. 

 

*3 Automatisierung als Schlüsseltechnologie zur wirtschaftlichen Wiederaufbereitung von Lithium-Ionen-Batterie-Systemen.