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Erprobung eines Druckwasser-Trenn-Verfahrens für das Recycling von NMC-Lithium-Ionen-Akkumulatoren

  • In dieser Bachelorarbeit wird der Aufbau, Wirkungsweise und Verwendung aktueller Fahrzeugbatterien erläutert und ein neu entwickeltes Recyclingverfahren für Lithium-Ionen-Akkumulatoren vorgestellt. Bei diesem Verfahren werden insbesondere Nickel-Mangan-Cobalt-Beschichtungen der Kathoden mittels Druckwasserstrahl mechanisch abgetragen. Dabei haben Druck, Temperatur und Sprühzeit des Druckwasserstrahls wesentlichen Einfluss auf das Entschichtungsverhalten der Kathode. Diese Bachelorarbeit beinhaltet eine detaillierte Beschreibung des Recyclingprozesses und der Entschichtungsanlage. In mehreren Versuchsreihen im Rahmen des Praxismoduls vom 01.11.2018 bis 15.02.2019 wurde der Entschichtungsprozess für verschiedene Batteriezellen getestet und optimiert. Dabei konnte gezeigt werden, dass eine hohe Porosität der Kathodenbeschichtung eine schnelle Entschichtung begünstigt.
  • In this bachelor thesis the structure, operation and usage of current vehicle batteries is being discussed. Furthermore, a newly developed recycling process for lithium-ion-batteries is being presented. In this process the nickel-manganese-cobalt coating of the battery-cells cathode is removed by the usage of high-pressure waterjets. The properties of the applied waterjet like the pressure, temperature and time of exposure profoundly impact the decoating of the cathode. This thesis incorporates a detailed analysis of the recycling process and set up. During an internship ranging from 11/1/2018 to 3/8/2019, the process of active material removal was tested and optimized for various battery cells. The results suggest that the decoating of more porous cathodes is faster and easier than the decoating of non-porous electrodes.

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Metadaten
Author:Alexander Simon Wiesmet
Title Additional (English):Testing of a pressure-water separation process for NMC-lithium-ion batteries
Advisor:Bernhard Gemende, Dr. Matthias Schmidt
Document Type:Bachelor Thesis
Language:German
Name:Erlos GmbH
Reichenbacherstraße 67, 08056 Zwickau
Year of first Publication:2019
Publishing Institution:Westsächsische Hochschule Zwickau
Tag:Batterie; Druckwasser; Entschichten; Recycling; Trennen; battery; decoating; recycling; separation; waterjet
Page Number:80 Seiten, 38 Abb., 7 Tab., 22 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Physikalische Technik, Informatik
Release Date:2019/10/29