Das funktionserhaltende Recycling von Lithium-Ionen-Batterien ist das Ziel des kürzlich vorgestellten Projekts „RecyLIB“. Die EU und nationale Förderorganisationen unterstützen das bereits 2022 gestartete Vorhaben.
Das vom Fraunhofer ISC koordinierte Projekt zielt auf ein integriertes Herstellungsverfahren für Lithium-Ionen-Batterieelektroden ab, bei dem der Produktionsprozess bereits so gestaltet ist, dass recyceltes Material verwendet werden kann. Dadurch könne das aktive Funktionsmaterial nach dem Ende der Lebensdauer der Batterie mit hoher Ausbeute zurückgewonnen werden und stehe für die direkte Wiederverwendung bei der Wiederherstellung von Elektroden zur Verfügung, erklärt das Fraunhofer ISC.
Das Ziel: Das recycelte Elektrodenmaterial soll direkt in den Elektrodenherstellungsprozess zurückgeführt werden können, ohne die Zellleistung zu beeinträchtigen. Zudem soll der Einsatz von kritischen Prozesshilfsmitteln, wie von Lösungsmitteln, entfallen.
„Das RecyLIB-Team will einen großen Schritt in Richtung einer nachhaltigen Batterieproduktion in Europa machen“, sagt Dr. Michael Hofmann vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung, der das Projekt koordiniert. „Batterieproduktion und Batterierecycling müssen Hand in Hand gehen, damit der Energie- und Ressourcenverbrauch in der Produktion sowie die CO2-Emissionen und andere Umweltauswirkungen so gering wie möglich sind.“
Um dies zu erreichen, setzt das RecyLIB-Konsortium auf wasserbasierte Trenn- (elektrohydraulische Fragmentierung und Zentrifugation) und Sortierverfahren, um die Batteriematerialien möglichst schonend zurückzugewinnen, sowie auf eine schmelzprozessbasierte Elektrodenherstellung, die den Verzicht auf giftige Lösungsmittel ermöglicht.
Auch die Leistungsfähigkeit und das Alterungsverhalten von Batteriezellen aus Primärrohstoffen und recyceltem Funktionsmaterial werden im Rahmen des Projekts untersucht und bewertet. „RecyLIB ist somit mit seinem integrativen Ansatz und der konsequenten Ausrichtung auf ressourcenschonende und energieeffiziente Prozesse ein wichtiger Baustein für ein nachhaltiges, zirkuläres Batterieökosystem in Europa“, heißt es.
Neben dem Fraunhofer ISC mit Sitz in Würzburg sind auch die Universität Gent aus Belgien, Hutchinson aus Frankreich, die deutsche ImpulsTec GmbH, Carl Padberg Zentrifugenbau GmbH und die Bayerische Forschungsstiftung Teil des Konsortiums.
M. meint
Es wird spannend, wie das mit zukünftigen Batterien zu machen sein wird.
Bei einem bestimmten Hersteller werden die Zellen zum Schluss mit einer Kunststoffmasse übergossen – es wird sicher spannend, wie man die später wieder auseinander bekommen will, ohne sie zu shreddern.
David meint
Tja, da meinst du Teslas neue 4680. Da hatte Munro mal richtig arbeiten müssen. Zum Glück kommt die bei Tesla ja nicht in Schwung. Viele andere machen das nicht. Aber in der Tat wird man sich um jeden Akku kümmern müssen. Da wird man vielleicht mit punktueller Vereisung arbeiten.
M. meint
Andere Hersteller planen dem Vernehmen nach Ähnliches, um die Batterien als Strukturelemente zu nutzen.
Falls das so ist, planen auch andere Hersteller ähnlichen Mist. Das Verfahren ist vor allem zweierlei: billig und einfach – und deswegen findet es Nachahmer.
Man denke nur mal an einen Zelldefekt – nicht vergessen, auch mit den deutlich größeren 46xx Zellen ist es schnell mal eine 4-stellige Anzahl an Zellen. Da die schlechteste Zelle die Kapazität der kompletten Batterie beeinflussen kann, sollte es im Sinne der Lebensdauer (oder auch 2nd Life) möglich sein, eine defekte Zelle zu tauschen.
Für das Recycling und die frühzeitige Stofftrennung hat es außerdem auch keinen Sinn, 1000x „punktuell zu vereisen“, um die Zellen wieder rauszubekommen. Das dauert zu lange, kostet zusätzlich Energie, hat hinsichtlich des Vereisungs- und Entnahmeprozesses zu viel Fehlerpotential und bringt einen weiteren Stoff ein, den man entsorgen/recyclen muss. Zumal nicht einmal geregelt ist, um welche Stoffe es sich dabei handeln darf, und wie die zu behandeln sind…
DA muss eine andere Verbindungstechnik her, mit Kunststoffmasse ausgießen taugt nichts.
Randy meint
In den USA steigen gerade die Versicherungsprämien für Tesla Fahrzeuge stark an, weil selbst kleinere Schäden als Totalschaden abgeschrieben werden. Die Versicherung rechnet sofort 50.000$ an Schadenssumme, somit lohnt sich eine Reparatur nicht mehr. Das Risiko eines Batteriedefekts bei Unfällen wird eingepreist. Das dürfte mit den vergossenen Akkus noch weit problematischer werden, letztendlich zum Nachteil der Kunden.
alupo meint
Tja, ein strukturelles Akkupack sollte eben auch stabil sein.
Wenn man dagegen einzelne Akkumodule in einen Rahmen legt hat das neben Kostennachteilen auch weitere Nachteile.
Und auch die Plastikfolie von Pouchzellen oder das Plastikgehäuse von prismatischen Zellen werden genau wie recycled? In der Industrie jedenfalls nicht mittels „Rückbau der Zellen“ aus dem Akkupack. Schon seltsam was sich manche hier zusammenreimen über Akku-Recycling. Wohl noch nie mit jemandem gesprochen der sich mit Accurecycling beruflich beschäftigt? Aber das kann man von einem professionellen FUDler und vermeintlichem Taycanfahrer auch nicht erwarten.
Im übrigen hält so ein Teslaakku sehr viel länger als ein CO2 und Giftstoffe ausstoßender Verbrenner und ist deshalb schon umweltfreundlicher.
Einige FUD-ler gehen immer noch davon aus, dass Verbrenner ganz biologisch auf Bäumen wachsen :-) und wissen nicht einmal, dass z.B. Verbrenner ohne Kobalt gar nicht geht. Echt lustig…
Mein Akku hat nach über 6 Jahren und mehr als 120.000 km noch etwas über 95% seiner ursprünglichen Kapazität (und die 95% sind nun seit Jahren ziemlich konstant) und ich gehe davon aus, dass er noch einige 100.000 km länger hält. Qualität von eben. Ob das bei anderen Herstellern ohne jetzt Namen zu nennen so gut ist bezweifle ich. Nur soviel: was man aus Quellen der forschenden Ingenieure bei Porsche hört, naja, das würde David nicht gefallen ;-).
M. meint
„Tja, ein strukturelles Akkupack sollte eben auch stabil sein.“
Richtig, vielleicht fällt aber noch etwas smarteres ein als „Bauschaum“. Das hat ungefähr das Niveau von der Tortenguss auf Erdbeerkuchen.
„Wenn man dagegen einzelne Akkumodule in einen Rahmen legt hat das neben Kostennachteilen auch weitere Nachteile.“
Natürlich hat es Nachteile, aber gemacht wird diese Methode in der Hauptsache aus Kostengründen.
„Und auch die Plastikfolie von Pouchzellen oder das Plastikgehäuse von prismatischen Zellen werden genau wie recycled?“
Thema verfehlt: hier geht es um das „funktionserhaltende Recycling von Lithium-Ionen-Batterien“. Funktion ist nach dem Shreddern nicht mehr gegeben, mehr als das bleibt aber nicht, wenn man die Zellen aus dem Zeug rauspopeln muss.
„Im übrigen hält so ein Teslaakku sehr viel länger als ein CO2 und Giftstoffe ausstoßender Verbrenner und ist deshalb schon umweltfreundlicher.“
Wieder Thema verfehlt: es geht um das Recycling, siehe oben.
„wissen nicht einmal, dass z.B. Verbrenner ohne Kobalt gar nicht geht. Echt lustig…“
Ja, zum Härten von Stahl. z.B. in Kolbenringen und in Lagern (die es z.T. aber auch im BEV gibt). Daher richtig, die pure Masse ist aber aber eine andere.
Das Entschwefeln ist an der Stelle übrigens durch, da gibt es zum Glück andere (billigere) Methoden.
„Qualität von eben. Ob das bei anderen Herstellern ohne jetzt Namen zu nennen so gut ist bezweifle ich.“
Es geht zwar nicht um deine Einschätzung oder speziell um Porsche, aber je kürzer die Lebensdauer, umso wichtiger wird doch das Recycling, oder?
;-)
MAik Müller meint
@M. PUNKT 1: es geht beim Eauto nicht um die Umwelt!. –> Bitte merken.
Wenn der Akku in kürze zum Strukturelement wird und der Hersteller damit 1€ mehr Gewinn machen kann wird der egal wie überall eingesetzt.
M. meint
Unter dem Strich sind BEV umweltfreundlicher, ab welcher Laufleistung, hängt natürlich vom jeweiligen Szenario ab: Herstellungsland Akku, Größe des Akkus, CO2-Emissionen bei der Stromerzeugung -> Strommix), schließlich natürlich auch 2nd Life und Recycling -> darum geht es ja hier.
Dazu gibt es zahllose unabhängige Studien, die solltest du mal lesen.
Dass auf diese Bauart umgestellt werden soll, hat 3 Gründe:
höhere (insbesondere gravimetrische) Energiedichte -> Gewichtseinsparung, Materialeinsparung
bessere Anpassbarkeit an das Fahrzeuglayout (Body in White)
Kosten (das zieht immer)
Natürlich muss man bei den Kosten aufpassen, dass man sich das durch die (nötige) Verbindung der Zellen untereinander zur Bildung eines Strukturelementes die Kosten nicht wieder versaut – aktuell geht das am einfachsten, indem man alles mit Schaum zukleistert, die Probleme kommen dann halt später, ist aber nicht mehr das Problem des Herstellers.
So wie bisher übrigens auch. Hast du mal gesehen, wie Autos geschreddert werden? Da kommt alles mit rein, Scheinwerfer, Sitze, Teppich… egal. In Zukunft dann eben auch „Strukturschaum“ aus Batterien.
Die werden, bevor Einwände kommen, natürlich getrennt vom übrigen Auto geschreddert. ;-)
Momo meint
Na ja ein Schweizer batter hersteller der in Deutschland produziert schon auf Wasser basiert. Solche hersteller sollten man mal in den Fokus stellen die nicht nur reden sondern auch machen