STUTTGART / LONDON (IT BOLTWISE) – Ein neues Forschungsprojekt zielt darauf ab, die Recyclingfähigkeit von Cell-to-Pack-Batteriesystemen zu verbessern. Diese Systeme, die eine höhere Energiedichte bieten, stellen aufgrund ihrer Bauweise eine Herausforderung für das Recycling dar. Das Projekt Difference, unter der Leitung der Hochschule Trier, entwickelt innovative laserbasierte Demontageverfahren, um die Kreislaufwirtschaft zu fördern.
Die Elektromobilität erlebt einen rasanten Aufschwung, der eng mit der Weiterentwicklung von Batteriesystemen verbunden ist. Eine der neuesten Entwicklungen in diesem Bereich sind die sogenannten Cell-to-Pack-Architekturen (C2P). Diese ermöglichen es, Batteriezellen direkt in das Batteriepack zu integrieren, ohne sie in Module zu unterteilen. Dies führt zu einer höheren Energiedichte und einer effizienteren Raumnutzung. Allerdings stellt die hochintegrierte Bauweise dieser Systeme eine erhebliche Herausforderung für das Recycling dar.
Das Forschungsprojekt Difference, das Ende März am Fraunhofer IPA gestartet wurde, hat sich zum Ziel gesetzt, diese Herausforderung zu meistern. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung von laserbasierten Demontageverfahren, die es ermöglichen sollen, die verschiedenen Materialien, aus denen die Batteriepacks bestehen, effizient zu trennen. Dies ist besonders wichtig, da konventionelle Schraubverbindungen durch großflächige Verklebungen und Ausschäumungen ersetzt werden, die eine manuelle oder thermomechanische Entfernung erfordern.
Ein weiteres Problem, das das Projekt Difference adressiert, ist das Fehlen etablierter Reparaturkonzepte. Der Ausfall einzelner Zellen führt häufig zur Aussonderung ganzer Batteriesysteme, wodurch das Potenzial für Second-Life-Anwendungen ungenutzt bleibt. Die selektive Trennung und Entnahme funktionstüchtiger Zellen sind bislang nicht möglich, da die hochintegrierten Systeme kaum selektiv zerlegbar sind.
Die Hochschule Trier, insbesondere der Umwelt-Campus Birkenfeld, spielt eine zentrale Rolle in diesem Projekt. Unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Matthias Vette-Steinkamp entwickelt das Team laserbasierte Verfahren zur selektiven Trennung von Kleb- und Schaumstoffen sowie metallischen Komponenten. Diese Verfahren sollen in einem automatisierten, robotergeführten Demontagesystem integriert werden, das eine ganzheitliche Demontage-Prozesskette ermöglicht.
Das Projekt Difference verfolgt einen ganzheitlichen Wertschöpfungsansatz, der von der gestaltungsseitigen Optimierung über die automatisierte Trennung bis hin zur ökologischen und ökonomischen Bewertung reicht. Ziel ist es, ein modulares, adaptives und automatisiertes Demontagesystem zu entwickeln, das die Kreislaufführung hochintegrierter Batteriepacks ermöglicht. Dies könnte nicht nur die Recyclingquote erhöhen, sondern auch die Lebensdauer der Batterien durch Reparatur und Remanufacturing verlängern.
Mit einem umfangreich ausgestatteten Demontagelabor am Standort Birkenfeld, das unter anderem über mehrere Robotersysteme und Laserzellen verfügt, ist der Umwelt-Campus Birkenfeld bestens gerüstet, um innovative Demontagestrategien zu erproben und zu optimieren. Die Ergebnisse dieses Projekts könnten weitreichende Auswirkungen auf die Kreislaufwirtschaft und die Nachhaltigkeit von Batteriesystemen haben.
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