Neuer Verfahrensansatz für den Umgang mit gebrauchten Batterien

Autor: Maximilian Geilen

Veröffentlicht am: 27.01.2020

Die Wiederaufbereitung und das Recycling der im EV verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien ist ein bisher noch gering entwickelter Zukunftsmarkt. Die Experten der University of Warwick sind dabei eine der führenden Entitäten bei der Erforschung von neuen Recyclingkonzepten insbesondere für Batteriepacks auf Basis von Pouchzellen.

In einem neuartigen Verfahrensansatz Entwicklung die Forscher den aktuell aufwendigen sowie langwierigen und vor allem teuren Prozess der Aufbereitung von alten Batteriepacks für sogenannte Second-life Anwendungen beschleunigen. Hierbei wurde in Partnerschaft mit Nissan ein Verfahren entwickelt, mit dem die kleinste Moduleinheit einer Nissan Leaf Generation 2 Batterie standardisiert elektrotechnisch untersucht werden kann. Die Moduleinheit auch – Zellgruppe genannt – beinhaltet vier Zellen und wird im Ganzen an einer Prüfstation angeschlossen, die daraufhin den Zustand der Zellen bestimmt. Ausgehend hiervon erfolgt eine Einteilung der ausgewerteten Module in Leistungszustandsklassen. Mit dem aktuell in der Pilotphase befindlichen Prozess wird es möglich die Analyse in nun drei Minuten, statt der zuvor benötigten drei Stunden pro Modul umzusetzen.

Durch die Prüfung können die Batteriemodule auf Basis des Leistungszustands deutlich zielgenauer dem entsprechendem zukünftigen Second Life Anwendungsfall zur Verfügung gestellt werden. Module innerhalb der Traktionsbatterie mit kaum oder nur wenig Leistungsabfall können in einem Remanufacturingverfahren für eine erneute Anwendung im batterieelektrischen Fahrzeug aufbereitet werden. Module mit größerem Leistungsabfall, die meist immer noch mehr als 70 % Restenergiekapazitäten aufweisen, können für z.B. größere stationäre Speichersysteme genutzt werden. Liegen die untersuchten Parameter eines Moduls unterhalb möglicher Second-life Anwendungsfälle oder ist vor, während oder nach der Prüfung ein offensichtlicher Defekt zu erkennen, können die entsprechenden Module gezielt dem End-of-life Recycling zugeführt werden.

Die aktuelle und noch nicht vollkommen ausgereifte Technologie zum Recycling alter Traktionsbatterien, beschreibt nur einen Teil der heute vorhandenen Kompetenzen der Briten. Insgesamt wurden im Umfeld der University of Warwick in Coventry, England im Rahmen der Zukunftsinitiative UKBIC (UK Battery Industrialisation Centre), die wiederum Teil der von der Britischen Regierung ausgegebenen „Faraday Battery Challenge“ ist, in den letzten Jahren über 100 Millionen Pfund für den Aufbau von Entwicklungs-/ Fertigungskompetenzen zur Lithium-Ionen-Batterie bereitgestellt und investiert. Unter anderem wurde ab Mitte 2018 eine mittelgroße Batteriezellfertigung geplant, welche sich derzeit im Aufbau befindet. Die Einrichtung soll dabei der Industrialisierung und Erprobung von neuen Technologien im Bereich der Zell- sowie Modul- und Packfertigung dienen. Von Anfang an immer wieder maßgeblich in den Gesamtprozess involviert sind dabei die Aachener Batterieexperten des PEM Instituts der RWTH Aachen und des Beratung- und Engineering Unternehmens PEM Motion.

Quellen:

https://warwick.ac.uk/newsandevents/pressreleases/used_nissan_leaf

https://www.ukbic.co.uk/wmca-boosts-clean-automotive-industry-with-18m-grant-for-ukbic/