Recyclingfähiges Leichtbau-Batteriegehäuse und ein zweites Leben für alte Batteriezellen
Lithium-Ionen-Batterien aus Elektrofahrzeugen verlieren an Ladekapazität
und sind ab einem Kapazitätsverlust von 20 Prozent nicht mehr für den
Fahrzeugbetrieb geeignet, da sich die Reichweite und die
Schnellladefähigkeit verringert. Die verbleibende Kapazität von 80 Prozent
ist für eine stationäre Speicheranwendung ausreichend. Im
Forschungsprojekt CIRCULUS werden genutzte Lithium-Ionen-
Traktionsbatterien zu einem stationären Speichersystem umgebaut. Diese
Leichtbau-Konstruktion ermöglicht eine sortenreine Zerlegung, und somit
hochqualitative Stoffströme und eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft. Mehr
dazu auf der Plastics Recycling Show Europe, Amsterdam, 19. bis 20. Juni
2024, Stand A22.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Fraunhofer-Institut für
Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF entwickeln möglichst
leichte und recyclingfähige Batteriegehäuse unter anderem aus Kunststoff
für die E-Mobilität. Für eine erfolgreiche Kreislaufführung von
Strukturkomponenten ist eine leichte und stoffstromgerechte Zerlegbarkeit
unerlässlich, um die Sortierung so effizient wie möglich zu gestalten. Die
daraus gewonnen Stoffströme sollen so effizient wie möglich genutzt und zu
hochwertigen Rezyklaten aufgearbeitet werden. Mittels umfassender Analytik
können die Forschenden im Fraunhofer LBF die Qualität sowie mögliche
Chargenunterschiede der Materialien erfassen. Dies dient als Ausgangslage
für eine gezielte Materialanpassung im Rahmen der R-Strategien für einen
Einsatz in anspruchsvollen und hochbelasteten Anwendungen. Durch eine
angepasste Additivierung kann eine Qualitätsverbesserung entlang der
gesamten Wertschöpfungskette erzielt werden.
Umnutzung von alten Batterien – eine Chance für die Wirtschaft?
In dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten
Projekt »CIRCULUS – nachhaltiges Batteriesystem für die Energiewende und
neue Geschäftsmodelle« wurde neben dem Recycling sowie dem Einsatz von
Rezyklaten in Batteriegehäusen auch die Umnutzung der alten Batteriezellen
untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die enthaltenen Batteriezellen am
Lebensende des Fahrzeuges meist noch eine ausreichende Kapazität und
Performance aufweisen, um in einem zweiten Leben als stationärer
Stromspeicher genutzt zu werden. »Damit erreichen wir eine
Kreislaufführung der verwendeten Materialien und ermöglichen unter anderem
eine nachhaltige Nutzung der ressourcenintensiven Batteriezellen«, so Eva-
Maria Stelter, Wissenschaftlerin am Fraunhofer LBF und Projektleiterin von
CIRCULUS.
Nachhaltige Entwicklung dank interdisziplinärer Herangehensweise
Der Einsatz von bereits genutzten Batteriezellen aus ehemaligen
Traktionsspeichern in 2nd-Life Anwendungen ist ein komplexer
Transformationsprozess. »Um diesen zu bewältigen, bedarf es einer
transdisziplinären Herangehensweise, um die relevanten Herausforderungen
und Fragestellungen in ihrer Komplexität zu erörtern. Dabei müssen die
unterschiedlichsten Sichtweisen verschiedener Wissenschaftsdisziplinen
hinsichtlich ökonomischer, ökologischer und gesellschaftlicher Aspekte
berücksichtigt werden«, erklärt Dr. rer. sust. Dominik Spancken, der erste
Doktor der Nachhaltigkeitswissenschaften in Deutschland. Die Fraunhofer-
Forschenden haben dazu ihre Erkenntnisse in einer Studie veröffentlicht
(doi:10.24406/publica-3042).
Einladung zur Panel Diskussion am 20. Juni in Amsterdam
Mehr zu dem Thema erfahren Interessierte bei der Panel Diskussion
»Complementarity of Mechanical & Chemical Recycling«, am Dienstag, 20.
Juni von 10:40 bis 11:25 Uhr im Conference Theater 2, Halle 11.
Maßgeschneiderte Kunststoff-Rezyklate – Industrie kann profitieren
Die Fraunhofer-Forschenden suchen weitere Partner, um im Verbund Rezyklat-
Kunststoffe für anspruchsvolle Anwendungen nach anwendungsrelevanten
Bedürfnissen zu entwickeln. Industriepartner können von den neuen
Entwicklungen direkt profitieren und an einem der aktuellen
Verbundprojekte teilenehmen, beispielsweise »Kunststoffrezyklate in
technischen Bauteilen« oder »Werkstoff- und Langzeiteigenschaften in
Rezyklaten«.
