Viele in Batterien vorkommende Stoffe wie Kobalt, Blei, Lithium, Mangan oder Nickel werden heute aus Ressourcen bezogen, die in der EU nicht verfügbar sind. Durch die Gewinnung dieser Rohstoffe aus Recyclingprozessen kann die Kreislaufwirtschaft gestärkt und die Ressourceneffizienz erhöht werden. Dazu ist es aus Sicht der EU notwendig, die Verwertung solcher Stoffe aus End-of-Live Batterien zu fördern, indem die Quote des Rezyklatgehalts in Batterien, vorgeschrieben wird. Nach neuen EU-Vorgaben muss minde-stens 12% des Lithiums in Batterien aus Abfällen stammen. Bis spätestens 31.12.2031 muss für die stoffliche Verwertung eine Zielvorgabe von 80% für Lithium erfüllt werden.

Die Qualität, insbesondere die Zusammensetzung der Schwarzmasse, die als Zwischenprodukt in der Kreis-laufführung von Batteriewerkstoffen entsteht, bestimmt deren Einsatz im weiteren Verarbeitungsprozess und ist von höchster Bedeutung für den Abnehmer. Der Recycler muss die Spezifikationen der Schwarzmasse sicherstellen, obwohl am Anfang des Recyclings eine große, variierende Vielfalt von Altbatterien stehen kann. Dies ist für die Erreichung der o.g. Ziele essenziell. Exakte Kenntnis über die Massenanteile der verschiede-nen Elemente und eine konstante Zusammensetzung sind für die Weiterverarbeitung der Schwarzmasse zu wieder in der Batteriefertigung einsetzbaren Materialien unabdingbar. Bis heute existiert keine Prozessana-lytik, die dafür erfgorderlich ist. Derzeit stehen dafür nur zeitaufwändige Analysen spezialisierter Labore zur Verfügung. Ohne zuverlässige, zeitnahe Analyse vor Ort kann der Recyclingprozess nicht ausreichend genau gesteuert und optimiert werden. Insbesondere ist die Forderung nach einer Mindestquote an recycel-tem Lithium mit der verfügbaren Analytik im Recyclingprozess nicht erreichbar.

Mit dem Ansatz für ein auf Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) basierendes, im Bypass zum Materialstrom in der Recyclinganlage einsetzbares, neues Verfahren soll diese Lücke geschlossen werden. Da bekannte RFA-Methoden leichte Elemente, wie z.B. Lithium nicht quantifizieren können, soll ein Kombinationsver-fahren aus energiedispersiver (EDX) und wellenlängendispersiver (WDX) RFA, mit dem dies möglich sein wird, entwickelt werden. Damit ist es erstmals möglich, RFA-basiert leichte Elemente, wie z.B. Li, zu erfassen und mit einem atline-tauglichen Analysesystem zu quantifizieren.