Wiederverwendung und Recycling von Lithium-Ionen-Akkus (Re2LiB)

Im Rahmen des Projekts werden Strategien zur nachhaltigen Aufbereitung von Li-Ionen Batterien am Ende ihrer Lebensdauer in Elektrofahrzeugen entwickelt.

Batterie-Lebendsdauer-Modell
Batterie-Lebendsdauer-Modell

Förderprogramm: HA Hessen Agentur GmbH, Innovationsförderung Hessen- Förderung der Elektromobilität (2020 – 2022)

Daher liegt der Schwerpunkt des Projektes Re2LiB auf folgenden Themen:

  • Ermittlung des Nutzungsendes bzw. Recyclingbeginns und Erschließung technischer und wirtschaftlicher Vorteile für verschiedene Second-Life (SL)-Anwendungen.
  • Entwicklung wirtschaftlich gewinnbringender Recycling-Strategien, welche zur Trennung und Reinigung der verschiedenen Batteriematerialien dienen. Die auf diese Weise gewonnenen Komponenten sollen in Batterien wiederverwendet werden.

Die Ergebnisse der Untersuchungen tragen dazu bei, die Gesamteffizienz der Lieferkette zu verbessern und sicherzustellen, dass Deutschland (Hessen) über Methoden verfügt, die für eine sichere, wirtschaftliche und umweltverträgliche Wiederverwertung der in Lithium-Ionen-Batterien enthaltenen seltenen Elemente erforderlich sind.

Dies entspricht dem von Deutschland und der EU angestrebten Konzept der Kreislaufwirtschaft, nämlich, der Rückgewinnung von Wertstoffen aus Abfallströmen zur Sicherung der Rohstoffversorgung und Verringerung des Eingriffs in die Natur.

Projekte

M. Sc. Honghong Tian

Supervisors: Ralf Riedel , Magdalena Graczyk-Zajac

Lithium batteries need to be recycled after the end of their life cycle, and SOH (State of Health) is a vital indicator to evaluate the performance of a battery compared to its original state [1]. Mainly for environmental protection and economic considerations, Cobalt and Lithium in the batteries are recycled back to the battery industry chain in the form of electrode material precursors [2].

A SOH prediction model is established based on the CV, EIS and charge-discharge cycle experiments. Without destroying the structure of cathode and anode electrodes, materials are regenerated and pre-lithiated. The properties of regenerated cathode and anode materials are tested and compared with commercial 18650 in detail.

References:

[1] John Cannarella; Craig B. Arnold. State of health and charge measurements in lithium-ion batteries using mechanical stress. Journal of Power Sources. 2014(269), 7-14.

[2] Nie, Hehe; Xu, Long; Song, Dawei; etc. LiCoO2: Recycling from spent batteries and regeneration with solid state synthesis. Green Chemistry. 2015(17), 1276–1280.

FAME Master Thesis. Adnan Ibrahim

Supervisors: Prof. Ralf Riedel , Dario De Carolis

Master Thesis. Laura Feldmann

Supervisors: Prof. Ralf Riedel , Dario De Carolis