Batterie-Recycling leichtgemacht: Mit neuem Batteriekonzept von IAV zu weniger CO2-Emissionen

07.06.2021  — 

Berlin. Experten des Engineering-Spezialisten IAV haben ein Batteriekonzept entwickelt, das sich deutlich besser recyceln lässt als bestehende Akkusysteme und obendrein eine erheblich bessere CO2-Bilanz aufweist. Der Clou dabei: Das Konzept ist nicht nur für künftige Fahrzeuge interessant, sondern kann auch in bestehende E-Modelle integriert werden.

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Mit dem Hochlauf der E-Mobilität richtet sich die Aufmerksamkeit zunehmend auf das Herzstück des Fahrzeugs: die Batterie. Kaum eine Woche vergeht ohne eine Meldung zu technologischen Fortschritten in der Batterieforschung. Im Fokus: Reichweite steigern und Haltbarkeit verlängern. Auffällig selten sind dagegen jedoch Informationen zu Fortschritten im Recycling von Hochvoltbatterien.
Spezialisten von IAV haben eine Lösung gefunden, mit der ausgediente Akkus ressourcenschonender zerlegt, und ihre wertvollen Materialien effizienter wiederverwertet werden können. Über den gesamten Lebenszyklus einer Batterie betrachtet, können mit dieser Methode bis zu 20 Prozent CO2-Emissionen eingespart werden. Das IAV-Konzept zahlt damit auch auf eine mögliche Modernisierung der europäischen Rechtsvorschriften für Batterien ein. Der Vorschlag der EU-Kommission für eine EU-Batterieverordnung sieht im Rahmen ökologischer Mindestanforderungen eine stufenweise Anhebung der Recyclingziele für bestimmte Rohstoffe in Lithium-Ionen-Batterien bis 2030 vor.

„Bislang fertigen Hersteller ihre Batterie- und Modulgehäuse überwiegend aus Aluminium mit verschiedenen Legierungen. Für das gesamte Batteriesystem kommen am Ende hunderte Schrauben zum Einsatz, dazu wird viel geklebt und geschweißt“, sagt Michael Clauß, Fachreferent für Batterieentwicklung bei IAV. Gängige Produktionsverfahren und die verwendeten Materialien erschweren jedoch das Zerlegen und damit ein sortenreines Recycling. „Darum werden viele Batterien geschreddert. Wertvolle Materialien und Trägerelemente, die in neuen Batterien verwendet werden könnten, gehen damit verloren“, sagt Clauß.

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Kernelement des IAV-Konzepts ist eine neuartige Konstruktion von Modul- und Batteriegehäuse. Diese würden künftig aus recyclingfähigeren Materialien gefertigt und können dank innovativer Verbindungstechniken leichter zusammengefügt und getrennt werden. Damit sinken auch die Kosten für Produktion und Recycling der Peripheren Elemente um bis zu 50 Prozent gegenüber herkömmlichen Batteriesystemen.

Das IAV Batteriekonzept ersetzt Aluminium durch Stahl. Das Material lässt sich im Recycling-Prozess leichter und mit weniger Energie trennen als Aluminium. Durch konsequenten Leichtbau erhöht sich das Gewicht der Batterie durch die Verwendung von Stahl nur um rund ein bis eineinhalb Prozent und ist damit bezogen auf die Fahrleistung (Performance wie Reichweite) vernachlässigbar. Statt vielfältiger Schraublösungen, Verklebungen und Schweißnähte haben IAV-Ingenieure neue Verbindungstechniken eingeführt. Wo immer möglich, kommen Klick- und Steckverbindungen zum Einsatz. Damit kann die Zahl der Verschraubungen um zwei Drittel reduziert werden, und auch Verklebungen und Verschweißungen lassen sich so signifikant zurückfahren.

«Dank des neuen Aufbaus können Recycler das Batteriesystem leichter und schneller zerlegen. Das Design ist so ausgelegt, dass Roboter große Teile der Arbeit übernehmen können.»

Michael Clauß — Fachreferent für Batterieentwicklung bei IAV

Mit dem von IAV entwickelten Konzept lassen sich Batteriesysteme für neue E-Modelle günstiger und umweltfreundlicher auslegen. Zugleich können Lieferanten und Hersteller bereits entwickelte Systeme nachträglich mit der IAV-Methode optimieren. Clauß: „Der Vorteil für den Kunden liegt darin, dass die Batterie am Ende die gleichen Abmessungen und Anschlüsse wie zuvor aufweist, also ohne Probleme in bestehende Fahrzeugstrukturen integriert werden kann.“

Über IAV

IAV ist mit mehr als 8000 Mitarbeitern einer der weltweit führenden Engineering-Partner der Automobilindustrie. Das Unternehmen entwickelt seit über 35 Jahren innovative Konzepte und Technologien für zukünftige Fahrzeuge und setzte 2020 rund 896 Mio. Euro um. Zu den Kunden zählen weltweit alle namhaften Automobilhersteller und Zulieferer. Neben Fahrzeug- und Antriebsentwicklung ist IAV bereits frühzeitig in die Elektromobilität und das autonome Fahren eingestiegen und ist heute einer der führenden Entwicklungsdienstleister auf diesen Gebieten. Neben den Entwicklungszentren in Berlin, Gifhorn und Chemnitz/Stollberg verfügt IAV über weitere Standorte u.a. in München, Sindelfingen und Ingolstadt sowie in Europa, Asien als auch in Nord- und Südamerika.