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S²taR – Development of All-Solid-State Battery Recycling Processes

Fördergeber: BMBF

Ansprechpartner : : Marco Ahuis, Peter Michalowski

Zusammenfassung des Gesamtprojektes:

Das Projekt „S²taR – Development of All-Solid-State Battery Recycling Processes“ wird im Rahmen des Kompetenzclusters „Recycling/Green Battery“ innerhalb des Dachkonzeptes „Forschungsfabrik Batterie“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
Im Projekt wird die Recyclingfähigkeit schon heute vielversprechender Festkörperbatterien („All Solid-State Batteries“ (ASSB)) untersucht und evaluiert. Hierbei sollen insbesondere Recyclingtechnologien, die im Rahmen der Aufbereitung konventioneller Lithium-Ionen-Batterien etabliert wurden, übertragen und weiterentwickelt werden. Neben den pyro- und hydrometallurgischen Prozessansätzen sollen im Speziellen die mechanischen und thermischen Aufbereitungsverfahren betrachtet werden. Indem ganzheitliche Prozessketten für die drei unterschiedlichen Arten von Festkörperbatterien (sulfidisch, oxidisch und polymerbasiert) entwickelt werden, lassen sich aufkommende Fragen bezüglich der Recyclingfähigkeit und Nachhaltigkeit innovativer ASSB schon vor dem Markthochlauf dieser Batterien beantworten.
Aufgrund des noch geringen technischen Realisierungsgrades ergibt sich die Möglichkeit, die gewonnenen Erkenntnisse des Projekts in ein optimiertes, nachhaltiges „Design for Recycling“ einfließen zu lassen und damit das Zell- und Moduldesign der Festkörperbatterien nachhaltig zu beeinflussen. Durch die Implementierung von effizienten Recyclingverfahren und bestmöglichen Bauweisen in den Batterielebenszyklus wird der Aufbau einer geschlossenen Batterie-Wertschöpfungskette innerhalb Deutschlands ermöglicht und die Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandorts Deutschland gestärkt.

Ziele und Aufgaben des iPAT

  • Herstellung von polymerbasierten Festkörperbatterien für die Untersuchung der Recyclingfähigkeit
  • Entwicklung mechanischer Aufbereitungsprozessketten für die unterschiedlichen Festelektrolytklassen
  • Stoffliche und energetische Charakterisierung der mechanischen und thermischen Prozesse
  • Ökonomische und ökologische Bewertung der einzelnen Verfahrensschritte und Bewertung der gesamten Wertschöpfungskette
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    Projektpartner

    Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST), Braunschweig (Projektkoordinator)
    Institut für Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling (IME), RWTH Aachen
    Institut für Energie- und Klimaforschung: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren, Forschungszentrum Jülich
    Institut für Aufbereitung, Deponietechnik und Geomechanik (IFAD), TU Clausthal
    Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF), TU Braunschweig


    AG – Mitarbeiter

    Aktuelle Projekte
    S²taR – Development of All-Solid-State Battery Recycling Processes mehr

    BaSS – BatterieSicherheitsStandardisierung mehr

    3D-SSB – 3D-Strukturierung von Solid-State Kathoden zur Erhöhung der Leistungs- und Energiedichte mehr

    DaLion – Datamining in der Produktion von Lithium-Ionen Batteriezellen mehr

    eKoZell – Umwelt- und Kostenbewertung, Modell- und Kommunikationsmanagement für das Kompetenzcluster Batteriezellproduktion – Begleitprojekt zum ProZell Cluster (eKoZell) mehrmehr

    EVOLi²S – Evaluierung der technisch wirtschaftlichen Vorteile des Open-Cell-Moduls bei Lithium-Ionen und Lithium-Schwefel Batterien im Hinblick auf stationäre und mobile Anwendungen mehr

    FesKaBat – Feststoff-Kathoden für zukünftige Hochenergie-Batterien mehr

    FestBatt – Kompetenzcluster Festelektrolyte und Feststoffbatterien mehr

    HighEnergy – Fertigung und Simulation hochkapazitiver, strukturierter Elektroden´ mehr

    LoCoTroP – Low-cost Trockenbeschichtung von Batterieelektroden für energieeffiziente und umweltgerechte Produktionsprozesse mehr

    LiPlanet – Lithiumionen-Batteriezellen Pilotlinien Netzwerk mehr

    LithoRec II more

    Optimale Elektrodenstruktur und -dichte durch integrierte Auslegung von Misch- und Kalandrierprozessen (MiKal) mehr

    MultiDis – Multiskalenansatz zur Beschreibung des Rußaufschlusses im Dispergierprozess für eine prozess- und leistungsoptimierte Prozessführung mehr

    ÖkoTroP – Ökologisch schonende Trockenbeschichtung von Batterie-Elektroden mit optimierter Elektrodenstruktur mehr

    PräLi – Prälithiierung von Elektroden mehr

    ProfiStruk – Prozess- und Anlagenentwicklung zur prozessintegrierten In-line Strukturierung von Li-Elektroden mehr

    ProKal – Prozessmodellierung der Kalandrierung energiereicher Elektroden mehr

    Roll-It – Rolle-zu-Rolle-Intensivnachtrocknung mehr

    Silicon Graphite goes Industry mehr

    KonSuhl – Kontinuierliche Suspensionsherstellung mehr

    LithoRec II
    Leuchtturmprojekt im Forschungsfeld der Elektromobilität

    S-ProTrak – Forschung für effiziente Produktionstechnik mehr

    Sim4Pro – Digitalisierungsplattform – Simulation für die Batteriezellproduktion mehr

    ZiLsicher – Zink-Luft-Akkumulator als sicherer elektrochemischer Speicher für emissionsarme und explosionsgeschützte Industriebereiche mehr

    Abgeschlossene Projekte
    Akuzil – Entwicklung von Materialien und Komponenten für Zink-Luft Sekundärelemente unter Berücksichtigung von Systemrestriktionen und Systemoptionen mehr

    BenchBatt – Prozesstechnische Energie-Optimierung und Validierung von Lithium-Ionen- und Lithium-Schwefel-Batterieelektroden mehr

    GEENI – Graduiertenkolleg Energiespeicher und Elektromobilität Niedersachsen mehr

    iFaab – Untersuchung von Fertigungskonzepten zur automatisierten Herstellung von Batteriezellen mehr

    Insider – Auf Anionen-Interkalation basierende Dual Ionen Energiespeicher mehr

    LithoRec – Recycling von Lithium-Ionen-Batterien mehr

    LithoRec II – Leuchtturmprojekt im Forschungsfeld des Lithium-Ionen Recyclings more

    LiVe – Lithium-Verbundstrukturen mehr

    Hochschuloffensive eMobilität für die Fort- und Weiterbildung – Mobilität elektrisch erleben, erfahren, erlernen! (MOBIL4e) mehr

    ProLiEMo – Produktionsforschung für Hochleistungs-Lithium-Ionen-Batterien für ElektroMobilität  mehr

    EFRE/BLB mehr

    SafeBatt – Aktive und passive Maßnahmen für eigensichere Lithium-Ionen-Batterien mehr

    Verfahrenstechnische Entwicklung von Elektroden und deren Herstellungsprozess für innovative Hochleistungsbatterien mehr