Automotive Battery Recycling 2020 Forschung: Traktionsbatterien effizient recyceln

Altbatterien aus Elektrofahrzeugen effizient recyceln: Das ist das Ziel des Anfang dieses Jahres gegründeten Forschungsprojekts „Automotive Battery Recycling 2020“, AutoBatRec2020.

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Fraunhofer-Institut für Silicatforschung

Elektromobilität benötigt Traktionsbatterien. Die Rohstoffe für ihre Herstellung sollen möglichst in einem Wertstoffkreislauf erhalten bleiben – auch nach dem Lebensende der Batterien. Wie eine solche Recycling-Kette aussehen kann, will das Forschungsprojekt „Automotive Battery Recycling 2020“, AutoBatRec2020, erarbeiten. Die Koordination obliegt einer Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC. Im Projekt geht es um die gesamte Kette des Batterierecyclings: angefangen beim Sammeln der Altbatterien, über Verfahren diese aufzutrennen, bis hin zur Materialaufbereitung und zur Wiederverwendung in neuen Batterien.

Angesichts des zu erwartenden Zuwachses an Elektrofahrzeugen liegt die erste Herausforderung in der Sammlung der Altbatterien. Für die anfallenden Mengen sind neue Sammel- und Transportkonzepte notwendig.

Demontieren und zerlegen von Altbatterien

Neben neuen Sammel- und Transportkonzepten für die Altbatterien sind besonders automatisierte Demontageverfahren wichtig – die möglichst schneller sein sollen als das bisher übliche händische Zerlegen.

Weitere Optimierungsmöglichkeiten ergeben sich durch die Rückgewinnung selbst. Neben mechanischen Zerkleinerungsverfahren wie dem Schreddern, werden neue Verfahren untersucht, etwa die elektrohydraulische Zerkleinerung. Kombiniert mit weiter entwickelter Sortiertechnologie ermöglicht sie es, Batteriematerialien sortenrein zurückzugewinnen.

Das Fraunhofer-Institut analysiert die Vorteile der Verfahren und bewertet diese in der Kombination mit etablierten metallurgischen Verfahren, die elementare metallische Bestandteile großtechnisch aus den Altbatterien extrahieren können. „Darüber hinaus entwickeln wir Konzepte für die Wiederverwendung von ganzen Batteriekomponenten – beispielsweise für stationäre Anwendungen, um effiziente Wertstoffkreisläufe zu ermöglichen“, erläutert Andreas Bittner, Leiter New Business Development des Fraunhofer ISC.

Unterschiedliche Batteriesysteme führen zu Problemen

Eine weitere Herausforderung für die Projektpartner stellt die Vielfalt der Batteriesysteme am Markt dar. In der Regel unterscheiden sich diese stark in Aufbau, Zustand und Rohstoffgehalt. Die Informationen dazu sind meist lückenhaft oder gar nicht vorhanden – das Zerlegen ist entsprechend riskanter. Die Vielzahl an Formaten und Zellaufbauten verkompliziert zudem die gewünschte Automatisierung des Recyclings.

Erschwerend kommt hinzu, dass zum Teil im Hochvoltbereich gearbeitet werden muss, und es im Falle von beschädigten Batterien zu Kontakt mit brennbaren und gesundheitsschädlichen Bestandteilen kommen kann. Die Projektgruppe will entsprechende Konzepte erarbeiten, mit denen sich Gefahren und Risiken möglichst ganz ausschließen lassen. Um schließlich nicht nur zu reagieren, steht zudem das Thema „Design for Recycling“ auf der Agenda – also die recycling-gerechte Konstruktion der Batterien.

Das Projekt wird gefördert mit EU-Mitteln durch das „EIT RawMaterials“, einer Umwelteinrichtung für erneuerbare natürliche Ressourcen.

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