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Direktes Recycling von Aktivmaterialien aus Lithium-Ionen-Batterien und dessen Optimierung durch digitale Verfahren

Laufzeit

01.04.2021 - 31.03.2023

Beschreibung

In DiRecLIB entwickeln die Projektpartner einen kontinuierlichen, digital gestützten Prozess zum direkten Recycling von Aktivmaterial aus Lithium-Ionen-Batterien, welcher sehr hohe Ressourceneffizienz verspricht. Hierzu wird die Rückgewinnung industrierelevanter Aktivmaterialien wie NMC, NCA oder LCO untersucht. Der Prozess beinhaltet die elektrohydraulische Zerkleinerung von Elektroden und LIB-Zellen, die Desagglomeration und Aufarbeitung der Schwarzmasse, die möglichst vollständige Fraktionierung der Aktivmaterialien in einer Klassierzentrifuge, sowie die Analyse und Regeneration der zurückgewonnenen Aktivmaterialien. Die Arbeitsschwerkpunkte des Projektes stellen die Entwicklung eines digitalen Zwillings der gesamten Prozesskette als Grundlage einer modellbasierten Regelungsstrategie, die Erweiterung der online-Messtechnik und deren Integration in eine Softsensorumgebung, der Aufbau eines datengetriebenen Modells auf Basis der Methoden des maschinellen Lernens zum autonomen Betrieb der gesamten Prozesskette für unterschiedliche Batteriematerialien sowie die Erhöhung des Durchsatzes zur Erreichung industrierelevanter Mengen unter Einsatz der Klassierzentrifuge dar. Der Gesamtprozess wird in Form eines Demonstrators am ISC umgesetzt. So entsteht ein kontinuierlicher Prozess zum direkten Recycling von LIB-Aktivmaterialien, welcher bereits eine hohe Industrierelevanz (TRL 5-8) aufweist. Eine Ökobilanzierung setzt den entwickelten direkten Recyclingprozess hinsichtlich Ressourceneffizienz und Umweltverträglichkeit mit bestehenden Prozessen in Relation. Durch Bereitstellung des Demonstrators kann der Prozess im Nachgang an das Projekt auch mit Kundenprodukten detailliert validiert werden, erste Anlagen sollen entweder als Gesamtpaket oder bestehend aus Einzelmodulen kurz- bis mittelfristig nach Projektende verkauft und in Betrieb genommen werden.

 

Kontaktperson Felix Seiser
Carl Padberg Zentrifugenbau GmbH
Geroldsecker Vorstadt 60
77933 Lahr
E-Mail: f.seiser[at]cepa.de