Entwicklung eines ganzheitlichen Recyclingkonzeptes für Traktionsbatterien basierend auf Lithium-Ionen-Batterien

Research output: ThesisDoctoral Thesis

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title = "Entwicklung eines ganzheitlichen Recyclingkonzeptes f{\"u}r Traktionsbatterien basierend auf Lithium-Ionen-Batterien",
abstract = "Die Elektromobilit{\"a}t ist weltweit ein Zukunftsthema und birgt gro{\ss}es Potenzial f{\"u}r den Umwelt- und Klimaschutz in {\"O}sterreich. Das Herzst{\"u}ck der Elektromobilit{\"a}t stellt die Batterie dar. Im Einsatzgebiet f{\"u}r mobile Energiespeicher in Hybrid- und Elektrofahrzeugen hat die Lithium-Ionen-Batterie eine Vorreiterrolle {\"u}bernommen. Die Forschungsaktivit{\"a}ten m{\"u}ssen daher die gesamte Wertsch{\"o}pfungskette an von der Materialforschung bis zum Recycling erfassen. Die Arbeit setzt am Ende der Wertsch{\"o}pfungskette mit dem Ziel an ein ganzheitliches Recyclingkonzept f{\"u}r Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln. Hierzu m{\"u}ssen zuerst die sicherheitstechnischen Aspekte von Lithium-Ionen-Batterien abgekl{\"a}rt werden. Das zentrale Element stellt die Konzeptionierung des Recyclingverfahrens dar. Um die abfallwirtschaftliche Kette vollst{\"a}ndig betrachten zu k{\"o}nnen, m{\"u}ssen auch Transport- und Lagerungskonzepte ausgearbeitet werden. Das Recyclingverfahren LIBRES basiert auf einer Deaktivierung mittels Entladung sowie einer thermischer Behandlung und einer anschlie{\ss}enden mechanischen Aufbereitung. Dem Verfahren liegen die Ergebnisse aus zahlreichen Experimenten zugrunde. Es wurden Versuche zur Entladung, Demontage, Pyrolyse, mechanische Aufbereitung, Charakterisierung der gewonnen Materialfraktionen und zur Festlegung der Verwertungspotenziale durchgef{\"u}hrt. Aus den gewonnenen Erkenntnissen erfolgte die Kalkulation der Recyclingeffizienz auf verschiedenen Berechnungsebenen und -varianten. Die Berechnungen ergaben Recyclingeffizienzwerte von 43 bis 77 %. Im Bereich des Transportes und der Lagerung wurden die rechtlichen Grundlagen aufgearbeitet, sowie ein Transport- und Lagerungskonzept entwickelt. Es erfolgte die Auswahl geeigneter Transportgebinde, wobei der Eignungstest mit der Feuerwehrschule Lebring stattfand. Im Bereich der Lagerung wurden die thermischen Auswirkungen eines Brandes von Lithium-Ionen-Batterien berechnet.",
keywords = "lithium-ion batteries, recycling, recycling efficiency, energy storage stystems, Lithium-Ionen-Batterien, Recycling, Recyclingeffizienz, Energiespeichersysteme",
author = "Astrid Arnberger",
note = "gesperrt bis 25-02-2021",
year = "2016",
language = "Deutsch",

}

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TY - THES

T1 - Entwicklung eines ganzheitlichen Recyclingkonzeptes für Traktionsbatterien basierend auf Lithium-Ionen-Batterien

AU - Arnberger, Astrid

N1 - gesperrt bis 25-02-2021

PY - 2016

Y1 - 2016

N2 - Die Elektromobilität ist weltweit ein Zukunftsthema und birgt großes Potenzial für den Umwelt- und Klimaschutz in Österreich. Das Herzstück der Elektromobilität stellt die Batterie dar. Im Einsatzgebiet für mobile Energiespeicher in Hybrid- und Elektrofahrzeugen hat die Lithium-Ionen-Batterie eine Vorreiterrolle übernommen. Die Forschungsaktivitäten müssen daher die gesamte Wertschöpfungskette an von der Materialforschung bis zum Recycling erfassen. Die Arbeit setzt am Ende der Wertschöpfungskette mit dem Ziel an ein ganzheitliches Recyclingkonzept für Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln. Hierzu müssen zuerst die sicherheitstechnischen Aspekte von Lithium-Ionen-Batterien abgeklärt werden. Das zentrale Element stellt die Konzeptionierung des Recyclingverfahrens dar. Um die abfallwirtschaftliche Kette vollständig betrachten zu können, müssen auch Transport- und Lagerungskonzepte ausgearbeitet werden. Das Recyclingverfahren LIBRES basiert auf einer Deaktivierung mittels Entladung sowie einer thermischer Behandlung und einer anschließenden mechanischen Aufbereitung. Dem Verfahren liegen die Ergebnisse aus zahlreichen Experimenten zugrunde. Es wurden Versuche zur Entladung, Demontage, Pyrolyse, mechanische Aufbereitung, Charakterisierung der gewonnen Materialfraktionen und zur Festlegung der Verwertungspotenziale durchgeführt. Aus den gewonnenen Erkenntnissen erfolgte die Kalkulation der Recyclingeffizienz auf verschiedenen Berechnungsebenen und -varianten. Die Berechnungen ergaben Recyclingeffizienzwerte von 43 bis 77 %. Im Bereich des Transportes und der Lagerung wurden die rechtlichen Grundlagen aufgearbeitet, sowie ein Transport- und Lagerungskonzept entwickelt. Es erfolgte die Auswahl geeigneter Transportgebinde, wobei der Eignungstest mit der Feuerwehrschule Lebring stattfand. Im Bereich der Lagerung wurden die thermischen Auswirkungen eines Brandes von Lithium-Ionen-Batterien berechnet.

AB - Die Elektromobilität ist weltweit ein Zukunftsthema und birgt großes Potenzial für den Umwelt- und Klimaschutz in Österreich. Das Herzstück der Elektromobilität stellt die Batterie dar. Im Einsatzgebiet für mobile Energiespeicher in Hybrid- und Elektrofahrzeugen hat die Lithium-Ionen-Batterie eine Vorreiterrolle übernommen. Die Forschungsaktivitäten müssen daher die gesamte Wertschöpfungskette an von der Materialforschung bis zum Recycling erfassen. Die Arbeit setzt am Ende der Wertschöpfungskette mit dem Ziel an ein ganzheitliches Recyclingkonzept für Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln. Hierzu müssen zuerst die sicherheitstechnischen Aspekte von Lithium-Ionen-Batterien abgeklärt werden. Das zentrale Element stellt die Konzeptionierung des Recyclingverfahrens dar. Um die abfallwirtschaftliche Kette vollständig betrachten zu können, müssen auch Transport- und Lagerungskonzepte ausgearbeitet werden. Das Recyclingverfahren LIBRES basiert auf einer Deaktivierung mittels Entladung sowie einer thermischer Behandlung und einer anschließenden mechanischen Aufbereitung. Dem Verfahren liegen die Ergebnisse aus zahlreichen Experimenten zugrunde. Es wurden Versuche zur Entladung, Demontage, Pyrolyse, mechanische Aufbereitung, Charakterisierung der gewonnen Materialfraktionen und zur Festlegung der Verwertungspotenziale durchgeführt. Aus den gewonnenen Erkenntnissen erfolgte die Kalkulation der Recyclingeffizienz auf verschiedenen Berechnungsebenen und -varianten. Die Berechnungen ergaben Recyclingeffizienzwerte von 43 bis 77 %. Im Bereich des Transportes und der Lagerung wurden die rechtlichen Grundlagen aufgearbeitet, sowie ein Transport- und Lagerungskonzept entwickelt. Es erfolgte die Auswahl geeigneter Transportgebinde, wobei der Eignungstest mit der Feuerwehrschule Lebring stattfand. Im Bereich der Lagerung wurden die thermischen Auswirkungen eines Brandes von Lithium-Ionen-Batterien berechnet.

KW - lithium-ion batteries

KW - recycling

KW - recycling efficiency

KW - energy storage stystems

KW - Lithium-Ionen-Batterien

KW - Recycling

KW - Recyclingeffizienz

KW - Energiespeichersysteme

M3 - Dissertation

ER -