E-CycLiBatt - Elektrochemisches Recycling von Lithium-Ionen-Batterien

Projektbeschreibung

Im geplanten Vorhaben soll ein elektrochemisches Recyclingverfahren für Lithium-Ionen-Batterien entwickelt werden. Dazu werden anodisch in Flusszellen Laugungsreagenzien erzeugt, mit denen eine effiziente Auflösung von metallhaltigen Batteriebestandteilen wie Kathodenmaterial und Stromsammler erreicht wird. Die gelösten Metalle (Co, Ni, Cu, Mn) werden dann kathodisch abgeschieden, wobei durch eine potentiostatische Betriebsweise eine getrennte Abscheidung der Metalle erreicht werden soll. Li wird anschließend mittels Elektrolyse aus der Laugungslösung abgetrennt und gefällt. Unlösliche Bestandteile wie Graphit bleiben bei der Laugung zurück und können nach Trennung von Separator- und Binderresten wiederverwendet werden.

Die wiedergewonnenen Bestandteile sollen durch verschiedene Analysemethoden (ICP-OES, AAS, IR, Raman-Spektroskopie, ...) auf ihre Reinheit hin untersucht werden und mögliche Anwendungsgebiete ermittelt und getestet werden.

Durch eine zyklische Prozessführung wird der Verbrauch an Chemikalien deutlich reduziert, insbesondere auch weil für die Trennung und Wiedergewinnung der Übergangsmetalle keine Reagenzien erforderlich sind. Dadurch kann das Verfahren im Wesentlichen mit erneuerbarer elektrischer Energie betrieben werden. Durch experimentelle Daten und elektrochemische Charakterisierungsmethoden wie Voltammetrie und Impedanz-Spektroskopie sowie Modellierung der Betriebsparameter soll eine theoretische Beschreibung und Optimierung des Prozesses erreicht werden.

Die Anwendbarkeit des Verfahrens soll in einer Demonstrationsanlage aufgezeigt werden. Die dabei erzielten Ergebnisse sollen zur Evaluation der Wirtschaftlichkeit genutzt werden.

Das Vorhaben mit dem Förderkennzeichen 03XP0515 des Bundesministeriums für Bildung und Forschung wird aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.