Battery-News.de im Gespräch mit Kim Kreisköther: „Durch Remanufacturing können etwa 75% der Batterie weiterverwendet werden“

Wir sprachen mit Kim Kreisköther, Group Lead Battery Components & Recycling des Lehrstuhls PEM der RWTH Aachen, über die Relevanz des Recyclings von Batterien aus Elektrofahrzeugen.

Kim Kreisköther hat an der Leibniz Universität Hannover Chemie studiert und sich im Master auf Material- und Nanotechnologie spezialisiert. Während ihrer Forschungsarbeiten im Rahmen einer Promotion hat sie sich auf Elektrodenmaterialien fokussiert und die Leitung der Elektrochemiegruppe übernommen. Seit 2019 ist Kim Kreisköther Mitarbeiterin am PEM der RWTH Aachen und leitet seit 2020 die Gruppe Battery Components & Recycling.

Battery-New.de: Frau Kreisköther, wie kamen Sie zum Thema des Batterierecyclings?

Kim Kreisköther: Schon während meines Chemiestudiums habe ich besonderen Gefallen an der Material- und Elektrochemie gefunden. Auch sind ein umweltbewusstes Denken und der nachhaltige Umgang mit Ressourcen ein wichtiger Aspekt für mich. Durch die Entwicklung von Batteriesystemen für Elektrofahrzeuge ist es mir möglich, im Bereich der Material- und Elektrochemie mit direktem Bezug zur Anwendung einen Beitrag zur Minimierung des Klimawandels zu leisten. Hier interessieren mich nicht nur innovative Materialien und Komponenten, durch die das Batteriesystem intelligenter und leistungsfähiger gestaltet werden kann. Auch der ökonomische und ökologische Umgang der Batterie nach dem ersten Lebenszyklus spielt eine wichtige Rolle.

Relevanz des Recyclings

Battery-New.de: Warum genau hat für Sie das Batterierecycling aktuell eine so große Relevanz?

Kim Kreisköther: Auch wenn die Recyclingprozesse von Batterien für Haushaltgeräte oder Starterbatterien aus Verbrennerfahrzeugen bereits seit Jahrzehnten zuverlässig durchgeführt werden, müssen für die Verwertung von Batterien aus Elektrofahrzeugen neue Konzepte erstellt werden. Die Batteriesysteme aus Elektrofahrzeugen benötigen aufgrund ihres anspruchsvolleren Aufbaus nicht nur einen neuen Recyclingprozess. Durch eine weitere Anwendung in einem zweiten Lebenszyklus kann die Wertschöpfung dieser Batterien um 50% erhöht werden. Daher müssen wir uns schon heutzutage mit neuen Verwertungskonzepten von Traktionsbatterien auseinandersetzen.

Second-Life für Batterien

Battery-New.de: Wie können weitere Anwendungen in einem zweiten Lebenszyklus aussehen?

Kim Kreisköther: Eine Batterie im Elektrofahrzeug verliert während ihrer Anwendung an Kapazität, weshalb sie ab einem gewissen Punkt den Anforderungen dieser Anwendung nicht mehr entspricht. Allerdings weisen die Batterien zu diesem Zeitpunkt noch eine Restkapazität von etwa 80% auf, weshalb eine Verwendung in einer nicht ganz so anspruchsvollen Anwendung durchaus möglich wäre.
Eine Möglichkeit ist, die Batterie ohne weitere Aufarbeitung beispielsweise in einem stationären Speicher einzusetzen. Auch können einzelne Batteriekomponenten, wie Batteriemodule und -zellen, nach der Demontage der Batterie in kleineren Anwendungen, wie Elektrofahrrädern oder Akkuschraubern eingesetzt oder durch Remanufacturing wieder zu Batteriepacks aufgebaut werden. Hierdurch können etwa 75% der Batterie weiterverwendet werden.

Herausforderungen im manuellen Demontageprozess

Battery-New.de: Welche Herausforderungen bringen diese neuen Prozesse mit sich?

Kim Kreisköther: Die Demontageprozesse der nicht mehr aktiven, tiefenentladenden Batteriepacks werden aufgrund der Vielzahl an unterschiedlichen Batteriedesigns aktuell hauptsächlich manuell durchgeführt, bevor sie durch einen Schredder zerkleinert werden. Sollen die Batteriemodule und –zellen in einer zweiten Anwendung verwendet werden, ergeben sich beim Demontageprozess insbesondere zwei Herausforderungen: Zum einen werden in den Batteriesystemen Materialien, wie Klebstoffe, verbaut, die nicht ohne Weiteres entfernt werden können. Auch die Kontaktierungen der Zellen sind normalerweise verschweißt, wodurch die Batteriezellen nicht zerstörungsfrei voneinander getrennt werden können. Zum anderen ergeben sich für den Demontageprozess erhöhte Sicherheitsansprüche und Ausbildungsbedarf der Mitarbeiter, da diese an aktiven Hochvoltspeichern arbeiten.
Daher beschäftigen wir uns unter anderem mit der Konzeptionierung von Batteriedesigns, die eine zerstörungsfreie Demontage erlauben. Auch das Automatisierungspotential der Demontageprozesse ist ein wichtiger Aspekt, wodurch das Sicherheitsrisiko der Arbeiter deutlich reduziert und die Demontagezeiten reduziert werden können.

Zukünftige Entwicklung des Batterierecyclings

Battery-New.de: Wie sehen Sie die Entwicklung des Batterierecyclings in den nächsten Jahren?

Kim Kreisköther: Eine Batterie im Elektrofahrzeug hat eine Lebensdauer von mindestens 8 Jahren. Somit wird in den nächsten Jahren noch nicht mit einer relevanten Anzahl an rückläufigen Batterien gerechnet. Daher wurden in der Vergangenheit die Schwerpunkte eher in die Entwicklung von Batterien gelegt. Aktuell stellen wir fest, dass sich immer mehr Unternehmen und Forschungseinrichtungen mit dem Thema des Batterierecyclings und der –wiederverwendung beschäftigen, um den sich neu entwickelnden Markt frühzeitig für sich zu nutzen. Die Vielzahl an rückläufigen Batterien bietet ein wirtschaftliches Potential für neue Geschäftsfelder, in denen sich die Unternehmen aktuell noch platzieren können. Daher gehe ich davon aus, dass das Batterierecycling und die dazugehörigen Konzepte zu Weiterverwendung und Remanufacturing in den nächsten Jahren ein prägnantes Wachstum aufweisen werden.

Battery-New.de: Vielen Dank für das Interview.