Projekt Bætter Recycle – Batterierecycling ganzheitlich denken

21. Januar 2021

© Akasol AG
Nachhaltig über alle Produktionsschritte hinweg: Bei dem gemeinsamen Forschungsprojekt «Bætter Recycle» von AKASOL und Fraunhofer IWKS werden Lösungen für automatisierte Recycling-Verfahren von Batteriesys-temen entwickelt.
  • Gemeinschaftsprojekt des Fraunhofer IWKS und AKASOL als Industriepartner
  • Im Fördervorhaben „Bætter Recycle“ wird automatisiertes Verfahren für Demontage und Recycling von Antriebsbatterien entwickelt

Bis 2030 sollen in Deutschland nach Plänen der Bundesregierung bis zu zehn Mio. Elektrofahrzeuge und 500.000 Elektronutzfahrzeuge verkauft werden. Auch ein Drittel der Busse im öffentlichen Nahverkehr soll innerhalb dieses Zeitraums mit Elektroantrieb ausgestattet werden. In jedem elektrisch angetriebenen LKW sind durchschnittlich vier Batteriemodule und in jedem Elektrobus sogar acht Batteriemodule verbaut. Der Rohstoffbedarf von Kernkomponenten der Batterietechnologie wie Lithium, Kobalt oder Nickel wird sich dadurch drastisch erhöhen. Zur Abdeckung des erhöhten Rohstoffbedarfs ist es notwendig, die Rückgewinnung aus Altbatterien zu fördern und die Rückgewinnungsquoten sukzessive zu erhöhen. Ein wichtiger Schritt ist dabei, schon das Produktdesign auf die Recyclingfähigkeit am Ende der Nutzungsphase auszurichten.

Mit dem von der Hessen Agentur geförderten Projekt «Bætter Recycle - Batterie-Recycling und -demontage für die E-Mobilität und Optimierung durch recyclinggerechtes Design» wollen die Forschungspartner Akasol AG und Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS einen automatisierten Recyclingprozess zur effizienten Demontage von Antriebsbatterien und zur Rückgewinnung der Rohstoffe entwickeln. Dies beinhaltet auch die Optimierung des Batteriedesigns hinsichtlich der Rezyklierbarkeit.

Ziel des Projekts Bætter Recycle ist die Implementierung eines Verfahrens, dass Batteriesysteme auf ihren Zustand prüft und anhand entsprechender Parameter entscheidet, ob es in einer Second-Life-Anwendung genutzt werden kann oder direkt dem Recycling zugeführt wird. In diesem Zusammenhang soll der gesamte Produktlebenszyklus der Lithium-lonen-Batterien – von der Konstruktion bis zur Recyclingfähigkeit – in zwei Stufen analysiert und bewertet werden.

Im ersten Schritt wird die Recyclingfähigkeit auf der Konstruktionsebene betrachtet. Dabei werden problematische Demontageschritte aufgedeckt, welche anschließend in der Konstruktion künftiger Batteriesysteme optimiert werden könnten. Im weiteren Verlauf sollen die verwendeten Materialien zudem auf ihre Wiederverwertbarkeit getestet werden, um schlecht rezyklierbare Materialen bei künftigen Entwicklungen zu vermeiden.

Ein weiterer Aspekt, der innerhalb des Fördervorhabens betrachtet wird, ist die tatsächliche Wiederverwendbarkeit der verschiedenen Module für die praktische Anwendung im Second Life. Konkret wird geprüft, inwieweit die zurückgewonnenen Module aus den Batteriesystemen mit Hilfe eines Baukastensystems zu stationären Batteriespeichern umgebaut werden können. Dadurch wird eine Lebensdauerverlängerung und eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Module erreicht. Parallel zur Entwicklung des Demontage- und Recyclingverfahrens werden die neuen Prozesse nach verschiedenen Parametern wie Umweltwirkung, Materialkritikalität oder Kosten bewertet, um die Nachhaltigkeit des Gesamtverfahrens zu evaluieren und Einflussfaktoren zu identifizieren. Mit dem beschriebenen Vorhaben soll die Verbesserung der ökologischen Bilanz der Lithium-lonen-Batterien und damit die Reduktion des CO2-Ausstoßes bewirkt werden.

Die Erkenntnisse aus dem Fördervorhaben sollen als übertragbare Bilanzierungskonzepte für Produktkreisläufe aller Art Anwendung finden – unabhängig von Größe, Bauart oder Anwendung eines Batteriesystems.

 

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Dr. Jörg Zimmermann
Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS
Telefon +49 6023 32039-875
joerg.zimmermann@iwks.fraunhofer.de

 

Laufzeit:
01.05.2020 bis 31.10.2021

 

Verbundpartner:

Akasol AG
Akasol entwickelte sich aus einem Studienprojekt an der Technischen Universität Darmstadt und ist heute einer der führenden deutschen Hersteller von Hochleistungs-Lithium-lonen-Batteriesystemen für Busse, Nutzfahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Industriefahrzeuge sowie für Schiffe und Boote.

Fraunhofer IWKS
Die Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS steht für den verantwortungsvollen Umgang mit Ressourcen. Wertstoffe effizient aus einem Produktkreislauf zurückzugewinnen und in einen neuen Kreislauf wieder einzubringen ist Forschungsziel des Fraunhofer IWKS. Dabei erarbeiten die Forscherinnen und Forscher technische und strategische Lösungen zur effizienten Nutzung von Sekundärwertstoffen und Funktionswerkstoffen.

 

Förderer:
Innovationsförderung Hessen – Förderung der Elektromobilität (Hessen Agentur)