Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS
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RoB@t2Cell

Batterien im Kreislauf: Das Projekt RoB@t2Cell – Für eine nachhaltige und souveräne E-Mobilität

Mit der Elektromobilität wächst auch die Zahl der Batterien, die das Ende ihrer ersten Lebensdauer erreichen. Doch was passiert mit ihnen? Das Forschungsprojekt »RoB@t2Cell« entwickelt bis Ende 2028 wegweisende, automatisierte Lösungen, um alte Batterien entweder fit für ein zweites Leben zu machen oder sie hocheffizient zu recyceln.

 

Die Herausforderung: Sicherer Umgang ohne Energieverlust

Bisher stehen wir beim Umgang mit ausgedienten Batterien vor drei zentralen Problemen, die eine effiziente Kreislaufführung behindern:

  1. Das »Sicherheits-Dilemma«: Aktuell werden Batterien am Ende ihrer Nutzung oft pauschal tiefenentladen, um sie sicher zerlegen zu können. Das Problem: Dieser Vorgang zerstört oft die empfindliche innere Struktur der Zellen, wodurch sie für eine wertvolle Zweitverwendung (Second Life), etwa als stationäre Stromspeicher, unbrauchbar werden.
  2. Der Faktor Handarbeit: Die Demontage von Batterien erfolgt weltweit bisher fast ausschließlich manuell. Angesichts der künftigen Mengen ist dieser Prozess zu langsam, zu teuer und nicht skalierbar.
  3. Verklebte Designs: Moderne Batteriebauweisen (wie Cell-to-Pack-Systeme) sind oft fest verklebt oder verschäumt, was eine zerstörungsfreie Zerlegung mit herkömmlichen Mitteln fast unmöglich macht.

Die Lösung: Ein intelligentes System, das mitdenkt

Das Projekt RoB@t2Cell setzt auf eine automatisierte Kreislaufwirtschaft. Der Kern ist ein intelligentes System, das jede Batterie individuell prüft und entscheidet: Ist sie noch gut genug für eine zweite Nutzung oder geht sie direkt ins Recycling?

  • Intelligente Entladung: Anstatt Batterien blind zu entladen, prüft das System jede Zelle individuell. Zellen, die noch gut sind, werden schonend für ein zweites Leben vorbereitet; nur der Rest geht direkt ins Recycling.
  • Automatisierte Roboter-Präzision: Eine hochmoderne Roboterzelle übernimmt die gefährliche Zerlegung schwerer Batteriepakete bis hinunter zur einzelnen Zelle – sicher, präzise und industrietauglich.
  • Umgang mit neuen Designs: Wir erforschen innovative Methoden, um auch verklebte Zellen zerstörungsfrei zu lösen und für neue Anwendungen nutzbar zu machen.

Der Beitrag des Fraunhofer IWKS

Das Fraunhofer IWKS leistet einen entscheidenden Baustein dazu, wertvolle Rohstoffe aus Batteriezellen zurückzugewinnen. Die Expertinnen und Experten bringen ihre langjährige Erfahrung in der Rückgewinnung strategischer Materialien ein, um den Kreislauf effizient zu schließen.

  • Innovative Materialtrennung – sicher und effizient: Es wird ein wasserbasierter Prozess weiterentwickelt, der auf einer material-selektiven Zerkleinerung basiert. Durch diese neuen Prozesse können erstmals auch nicht vollständig entladene Zellen sicher verarbeitet werden. Das reduziert den Zeitaufwand im Recycling drastisch – ein riesiger Vorteil für die industrielle Skalierung.
  • Vom Modul zur Zelle – Automatisierung statt Handarbeit: Gemeinsam mit dem Partner acp systems entwickelt das Fraunhofer IWKS eine Lösung für die automatisierte Demontage von Batteriemodulen bis auf die einzelne Zellebene. Diese komplexe Aufgabe wird weltweit bisher fast ausschließlich manuell gelöst. Mit diesem neuen, robotergestützten Verfahren überwinden wir die Hürde der zeitaufwendigen Handarbeit erstmals sicher und industriell skalierbar.
  • Maximale Rohstoffausbeute: Unsere spezialisierten Methoden ermöglichen es, zwischen 95 und 98 Prozent der sogenannten »Schwarzmasse« sowie fast alle Metalle und Kunststoffe sortenrein zurückzugewinnen. Die ist ein entscheidender Schritt zur Erfüllung der  sehr herausfordernden Grenzwerte der EU-Batterieverordnung.

Ein starkes Team für technologische Souveränität

Unter der Koordination der Umicore AG & Co KG arbeitet ein Konsortium aus Industrie und Forschung (acp systems, Siemens, BorgWarner, Fraunhofer IPA, Fraunhofer IWKS und die Universität Stuttgart) daran, eine EU-weite Kreislaufwirtschaft für Batterien aufzubauen.

© Fraunhofer IPA