RELIBRE – CT-Analyse von Lithium-Ionen-Batterien

Kurzbeschreibung

Das Projekt RELIBRE (Re-Use von Batteriezellen: CT-Analyse von Lithium-Ionen-Batterien zur Beurteilung von funktions- und sicherheitskritischen Merkmalen für die zweite Lebensphase) zielt auf die Entwicklung eines innovativen, zerstörungsfreien Analyseverfahrens zur Bewertung der Wiederverwendbarkeit gebrauchter Lithium-Ionen-Batterien (LIBs). Mit Hilfe der industriellen Computertomographie (CT) soll eine methodisch fundierte Diagnostik etabliert werden, die Einblicke in den inneren Aufbau und die strukturellen Veränderungen von Batteriezellen ermöglicht – ohne diese dafür öffnen oder beschädigen zu müssen.

Zentraler Ansatz ist die Identifikation typischer Alterungs- und Degradationsmuster, die Rückschlüsse auf die Sicherheit und Restlebensdauer der Zellen erlauben. Die Herausforderung besteht dabei insbesondere darin, auch Batterien ohne dokumentierte Nutzungshistorie sicher und zuverlässig für ein zweites Leben freigeben oder gezielt dem Recycling zuführen zu können. RELIBRE verbindet hierzu zerstörungsfreie Bildgebung, gezielte Einzelzellanalyse, ergänzende zerstörende Verfahren und umfassende Datenverarbeitung zur Ableitung belastbarer Entscheidungsgrundlagen.

Das Projekt leistet damit einen wichtigen Beitrag zur ressourcenschonenden Kreislaufführung strategisch relevanter Rohstoffe wie Lithium, Kobalt und Nickel. Gleichzeitig stärkt es die Sicherheit und Effizienz zukünftiger Second-Life-Anwendungen im Bereich stationärer Energiespeicher und Elektromobilität. RELIBRE ist als industrie- und praxisnahes Vorhaben konzipiert und bringt Partner aus Entsorgung, Forschung und Prüftechnologie zusammen.

Arbeitsplan

Der Arbeitsplan ist in sechs Arbeitspakete unterteilt:

• AP 1: Alterung im Prüfstand
  Beschaffung und künstliche Alterung von LIB-Zellen anhand definierter Nutzungsprofile. Erhebung von Betriebs- und Zustandsdaten (z. B. Strom, Spannung, Innenwiderstand) sowie CT-Aufnahmen als Datengrundlage.
  
• AP 2: Entwicklung einer Messstrategie
  Entwicklung und Optimierung standardisierter CT-Messstrategien zur Erkennung funktions- und sicherheitskritischer Veränderungen.
  
• AP 3: Zellbefundung
  Zerstörungsfreie und ergänzende zerstörende Prüfverfahren zur genauen Kategorisierung von Fehlerbildern (z. B. Mikroskopie, Impedanzmessung).
  
• AP 4: Analyse der CT-Daten
  Auswertung der CT-Daten zur Korrelation mit Alterung, Fehlerstrukturen und Nutzungsgeschichte; Entwicklung von Modellen zur Beurteilung von Ursache-Wirkung-Zusammenhängen.
  
• AP 5: Validierung und Vergleich mit anderen Prüfverfahren
  Abgleich und Validierung der CT-Ergebnisse mit anderen Methoden sowie Bewertung des Einsatzpotentials für eine Serienprüfung (z. B. nach Kriterien wie Präzision, Kosten, Umweltwirkung).

Unsere Aufgabe

Die elorec GmbH bringt ihre Erfahrung als zertifizierter Entsorgungsfachbetrieb in das Vorhaben ein und stellt gealterte Lithium-Ionen-Batterien aus Altgeräten in verschiedenen Zuständen bereit. Sie übernimmt Aufgaben in der Vorsortierung, Demontage und Bewertung der Batterien im Hinblick auf ihre Wiederverwendbarkeit. Im Projekt stellt elorec sicher, dass die Untersuchungen zur zerstörungsfreien Analyse sowie zur RUL-Bestimmung unter realitätsnahen Bedingungen erfolgen. Zudem wirkt elorec an der Klassifizierung und Protokollierung von LIBs mit und bringt anwendungsnahe Rückmeldungen zur Umsetzbarkeit der entwickelten Verfahren in der betrieblichen Praxis ein.