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Ende März startete das Forschungsprojekt »Difference« in die Umsetzungsphase. Ziel ist, die Recyclingquote auch bei Batteriesystemen zu verbessern, bei denen Batteriezellen nicht mehr in Modulen, sondern direkt in das Batteriepack eingebaut werden.
Der Markthochlauf der Elektromobilität ist eng mit der Weiterentwicklung von Batteriesystemen verbunden. Cell-to-Pack-Architekturen (C2P), bei denen Batteriezellen ohne Modulaggregation direkt im Batteriepack verbaut werden, ermöglichen mehr Energiedichte und eine effizientere Raumnutzung. Allerdings werden konventionelle Schraubverbindungen dabei durch großflächige Verklebungen und Ausschäumungen zwischen den Batteriezellen ersetzt.
Teilweise fehlende automatisierte Demontagelösungen blockieren Kreislaufwirtschaft und Reparatur
Die hochintegrierte Bauweise sowie die neuen Verbindungsmaterialien bzw. -arten erschweren die Demontage und somit das Recycling erheblich, da die Entfernung dieser Materialien aufwendige manuelle Arbeit oder thermomechanische Verfahren erfordert. Die damit einhergehende eingeschränkte Recyclingfähigkeit steht auch im Widerspruch zu den Zielen der europäischen Batterieverordnung. Diese erfordert hohe Rückgewinnungsquoten für kritische Rohstoffe wie Lithium, Nickel, Kobalt und Kupfer.
Ein weiteres Problem ist das Fehlen etablierter Reparaturkonzepte: Der Ausfall einzelner Zellen führt häufig zur Aussonderung ganzer Batteriesysteme. Dadurch bleibt großes Potenzial für Second-Life-Anwendungen ungenutzt. Die selektive Trennung und Entnahme funktionstüchtiger Zellen sind bislang jedoch nicht möglich, da hochintegrierte Systeme kaum selektiv zerlegbar sind.
Anwendungsbezogene Demontage-Lösungen für das Batterieökosystem
Difference setzt hier an und verfolgt das Ziel, eine technologisch belastbare Grundlage für die Kreislaufführung hochintegrierter C2P-Batteriesysteme zu schaffen. Im Mittelpunkt stehen vier Forschungsthemen:
- Erforschung laserbasierter Demontageverfahren für strukturgebende Elemente des Batteriepacks
- die Entwicklung laserbasierter Verfahren zur selektiven Trennung von Kleb- und Schaumstoffen sowie metallischen Komponenten
- die Umsetzung einer automatisierten, robotergeführten Demontage
- die ökologische und ökonomische Bewertung der neuen Prozesse
Damit verfolgt Difference einen ganzheitlichen Wertschöpfungsansatz: Von der gestaltungsseitigen Optimierung über die automatisierte Trennung bis hin zur ökologischen und ökonomischen Bewertung werden alle Aspekte der Kreislaufführung berücksichtigt.
Das Zielbild des Projekts umfasst die Entwicklung eines modularen, adaptiven und automatisierten Demontagesystems mit vier Stationen. Diese ermöglichen eine ganzheitliche Demontage-Prozesskette, um hochintegrierte Batteriepacks zu zerlegen, für anschließende Recyclingprozesse, oder für verschiedene »ReX«-Themen wie Reparatur und Remanufacturing.
Anwendungsbezogene Lösungen für das europäische Batterieökosystem
Difference positioniert sich als Brückentechnologie zwischen physikalischer Recyclingfähigkeit neuer Batteriearchitekturen und den politischen Zielgrößen von Ressourceneffizienz, Emissionsminderung und technologischer Souveränität. Das Projekt liefert industriekompatible, skalierbare Lösungen und setzt Impulse für zukunftsfähige Designphilosophien und regulatorische Innovationspfade im europäischen Batterieökosystem.
Anwar Al Assadi | Telefon +49 711 970-1264 | anwar.alassadi@ipa.fraunhofer.de
Das Fraunhofer IPA entwickelt in Difference u.a. Technologien aus dem Projekt »DeMoBat« weiter.
Source: Rainer Bez
Copyright: Fraunhofer IPA
Kickoff des Projekts am Fraunhofer IPA am 31. März
Copyright: Fraunhofer IPA
Pressemeldung als PDF
Criteria of this press release:
Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars
Mechanical engineering
transregional, national
Research projects
German
Das Fraunhofer IPA entwickelt in Difference u.a. Technologien aus dem Projekt »DeMoBat« weiter.
Source: Rainer Bez
Copyright: Fraunhofer IPA
Kickoff des Projekts am Fraunhofer IPA am 31. März
Copyright: Fraunhofer IPA
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