Sekundäre Quellen kritischer Rohstoffe für die Batteriezellfertigung– Potenziale, Rückgewinnung, Resynthese (SeRoBatt)

Das Forschungsprojekt befasst sich, im Sinne eines kreislaufwirtschaftlichen Gesamtansatzes, mit der Identifizierung und Erschließung sekundärer Rohstoffquellen aus Nicht-Batterie- End-of-Life (EoL) -Produkten und der anschließenden Integration in Batteriezellen. Dabei werden insbesondere Produkte fokussiert, für die bislang noch keine vollständige Kreislaufführung etabliert ist. Dabei kann auf verschiedene hydro- und pyrometallurgische Verfahren zurückgegriffen werden, welche für verschiedene Ausgangsmaterialien bereits mindestens im Labormaßstab erprobt wurden.  

Als erster Arbeitsschritt erfolgt eine Material- und Stoffstromanalyse zur Identifizierung relevanter LiNMC enthaltender EoL-Produkte, sowie deren Nutzungsdauer und Entsorgungswege. Die Analyse hat zum Ziel, Produkte, die bisweilen nicht in einem funktionierenden Kreislaufsystem rückgeführt werden können, herauszufiltern. Hierbei wird ein Fokus auf der Lithiumrückgewinnung aus Glaskeramiken liegen. Basierend auf den Ergebnissen der Material- und Stoffstromanalysen folgt die Beschaffung und Demontage der als relevant eingestuften EoL-Produkte. Es wird untersucht, welche Inputqualitäten der Prozessedukte benötigt werden, um Lithium und NMC-Metalle zurückzugewinnen. Für die identifizierten EoL-Produktgruppen werden produktspezifische mechanische Aufbereitungsprozesse zur Bereitstellung von Inputmaterialien in die Metallrückgewinnungsprozesse entwickelt und erprobt.  Für die Lithiumrückgewinnungwird das von der Fraunhofer IKTS entwickelte COOL-Verfahren genutzt. Dabei wird mit den Glaskeramiken ein neues Inputmaterial für das Verfahren erprobt.   Das Projekt wird durch eine Ökobilanzierung und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung vervollständigt. Ziel der Bewertung ist es, die wirtschaftliche Anschlussfähigkeit des zirkulären Geschäftsmodells, bestehend aus der Beschaffung, Demontage, Vorbehandlung und Recycling von EoL-Produkten für die Batteriezellproduktion, zu bewerten.  Die Reintegration der gewonnen Rezyklate in Li-Ionen-Testzellen wird untersucht

Es wird analysiert, inwiefern die Forschungsergebnisse sich für eine industrielle Umsetzung eignen, Transfermöglichkeiten für andere Produktgruppen untersucht und regulatorische Lücken für eine gelingende Kreislaufwirtschaft identifiziert Abschließende Handlungsempfehlungen zur Übertragung auf weitere EoL-Produkte werden abgleitet. Das Endergebnis wird einer „Sekundärrohstoffmap“ zusammengefasst.