Action – Ausschussverwertung Elektrodenproduktion

Zur vollständigen Schließung der Material- und Stoffkreisläufe in der Batteriezellproduktion sowie zur Senkung von Kosten und Umwelteinflüssen entlang der Produktionskette von Lithium-Ionen-Batterien sollten Produktionsausschüsse direkt zurückgeführt werden. Der Fokus von Action liegt auf der Etablierung der ressourceneffizienten Rückführung von Elektrodenausschüssen aus der Batteriezellproduktion, da bislang keine industrielle Umsetzung der Ausschussverwertung auf Elektrodenlevel bekannt ist. Gegenüber dem Recycling von Altzellen liegt bis zur Zellassemblierung ein Vorteil in der bestehenden Sortenreinheit des Halbzeugs, wodurch ein Recyclingprozess wesentlich effizienter und zielgerichteter ausgelegt werden kann. Neben der Erweiterung bestehender mechanischer Prozesse hinsichtlich der Verarbeitung von Elektroden unter Minimierung der Verunreinigung des gewonnenen Materials, soll die Entwicklung neuartiger, situationsangepasster Recyclingprozesse vorangetrieben werden. Im Mittelpunkt stehen die Entwicklung einer nasschemischen sowie einer thermischen Prozessroute, sowie die Anpassung und Weiterentwicklung mechanischer Routen. Die thermische und die nasschemische Prozessroute werden im Projekt zunächst im Labormaßstab evaluiert, um anschließend die Skalierfähigkeit der Prozesse abzubilden. Die technologische Prozessbewertung wird durch die ökologische und ökonomische Bewertung gestützt.

Kreislauf Produktionsausschussrecycling
© Action

Projektziele sind unter anderem die Ermittlung von Ablösemechanismen/-verfahren für die Elektrodenschichten, die idealerweise in den industriellen Produktionsprozess von Lithium-Ionen-Batterieelektroden integriert werden können. Zudem soll geprüft werden, wie die rückgewonnene elektrodenspezifische Schwarzmasse möglichst gut in den Produktionsprozess zurückgeführt und inwieweit eine Einschränkung der Zellperformance ausgeschlossen werden kann.

Kontakt

Technische Universität Braunschweig (TUBS)
Institut für Partikeltechnik (IPAT)

Prof. Dr.-Ing. Arno Kwade

Volkmaroder Str. 5
D-38104 Braunschweig

ipat.tu-bs.de

Projektlaufzeit

01.03.2021 – 29.02.2024

Beteiligte Partner

Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST)