Wie Batterien von Elektroautos recycelt werden

Wenn die Batterien von Elektroautos entweder nicht mehr ausreichend geladen sind oder durch einen Unfall beschädigt wurden, ist das noch lange nicht der Fall

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Wenn die Batterien von Elektroautos entweder nicht mehr ausreichend geladen sind oder durch einen Unfall beschädigt wurden, ist das noch lange nicht der Fall.

Derzeit sind nur wenige Elektro- und Hybridfahrzeuge alt genug, um zu End-of-Life-Vehicles (ELVs) zu werden, aber die Zahl der durch Unfälle beschädigten Elektrofahrzeuge nimmt zu. Auch Hybridautos mit ihren kleineren Batterien gibt es schon viel länger.

Betrachten wir zunächst die herkömmliche Batterie, mit der jedes Auto startet und die seine Zubehörteile mit Strom versorgt. Normalerweise entfernt der Fahrzeugrecycler die Batterie und übergibt sie an einen Batterierecycler, wo sie in ihre verschiedenen Bestandteile wie Blei, Silber, Kunststoff und Säure zerlegt wird. Die wertvollen Teile können zur Wiederverwendung entnommen werden, während das Blei eingeschmolzen, ganz einfach recycelt und mit Säure neutralisiert wird.

Die EV-Batterie ist eine andere Sache. Jedes Auto verwendet ein Paket, das aus mehr als 2.000 einzelnen Lithium-Ionen-Zellen besteht, die in Modulen zusammenarbeiten. Weitere wertvolle Elemente sind Nickel, Mangan und Kobalt. Sie erreichen das Ende ihres Fahrzeuglebens, wenn keine akzeptable Ladekapazität mehr vorhanden ist.

Dies kann nach weit über 100.000 Meilen und acht bis zehn Jahren der Fall sein, was in der Regel der Garantiezeit entspricht. Volkswagen beispielsweise garantiert eine Mindestbatteriekapazität von 70 % – unabhängig vom Ladeverhalten für acht Jahre oder 100.000 Meilen.

Autohersteller sind gesetzlich verpflichtet, die Kontrolle darüber zu behalten, wie ihre Elektrofahrzeugbatterien am Ende ihrer Lebensdauer in einem Auto behandelt werden. Nach den geltenden EU-Vorschriften sollten alle Abfälle aus allen Batterietypen für Endverbraucher kostenlos gesammelt werden, unabhängig von ihrer Art, chemischen Zusammensetzung, ihrem Zustand, ihrer Marke oder ihrer Herkunft. Im Vereinigten Königreich müssen Batteriehersteller auch für die Sammlung, Behandlung, Wiederverwertung und Entsorgung von Altbatterien aufkommen.

Ecobat ist der weltweit größte Batterierecycler mit Einrichtungen im Vereinigten Königreich, auf dem europäischen Festland und in Nordamerika. Das Unternehmen baute sein Geschäft auf dem Recycling herkömmlicher Blei-Säure-Batterien auf und arbeitet nun mit vielen großen Herstellern bei der Verarbeitung von Alt- und Second-Life-Batterien für Elektrofahrzeuge zusammen. Es sammelt auch die Tuben mit winzigen Altbatterien, die man in Supermärkten sieht.

Die Mengen an Elektrofahrzeugbatterien sind noch relativ gering. Seit der Eröffnung im Jahr 2021 hat das britische Diagnose- und Demontagezentrum von Ecobat in Darlaston über 5.000 Batterien verarbeitet und mehr als 10.000 Module leistungsgeprüft, es wird jedoch mit einem stetigen Wachstum gerechnet.

Wenn eine Batterie eines Elektrofahrzeugs nicht von einem Demontagebetrieb weiterverkauft wird oder ein Händler eine solche entsorgen muss, holt Ecobat Solutions die Batterie beim Fahrzeugdemontagebetrieb in Spezialkartons ab, die auf LKWs verladen werden und bei beschädigter Batterie vor „thermischem Durchgehen“ schützen kann Feuer fangen. Sie werden mit der gleichen Sorgfalt – wenn nicht sogar noch mehr – behandelt wie ein Benzintank. Normalerweise müssen Batterien mit einer Ladung von maximal 30 % transportiert werden, es sei denn, es handelt sich um Abfall.

Ecobat verfügt vor Ort über spezielle Einheiten, in denen kritische Hochspannungsbatterien gelagert und dann sicher und aus der Ferne untersucht werden können – die sogenannte Quarantäne. Batteriemodule werden auf Fehler oder Schäden untersucht und können zur Lagerung oder zum Weitertransport auf sichere Werte entladen werden. Diese überschüssige Energie hilft dabei, die Ladestationen für Autos vor dem Gebäude teilweise mit Strom zu versorgen. Jede Batterie ist für die zukünftige Wiederverwendung geeignet.

Metallgehäuse, Stecker, Kabel und Rohstoffe wie Stahl, Aluminium und Kunststoff werden dem Recycling zugeführt. Das Kühlsystem wird entfernt und zurück bleiben die vielen einzelnen Lithium-Ionen-Zellen, die entweder zylindrisch oder mehrere flache Platten in einzelnen Modulen sind. Diese können zu Modulen oder Batterien umgebaut und für eine neue Verwendung neu zertifiziert werden.

Die häufigste Form der Zweitnutzung ist die Umnutzung für ein Energiespeichersystem in einem häuslichen oder industriellen Umfeld oder einem Solarpark. Eine Batterie, die, sagen wir, 10 Jahre lang in einem Elektrofahrzeug verwendet wurde und sich in einem Zustand von 70 oder 80 % befindet, kann in ein Energiespeichersystem aufgenommen werden, da sie dann nicht mehr mehrfach aufgeladen werden muss und bei plötzlicher starker Belastung Leistung erbringen muss. Eine Art Auslauf.

Viele Autohersteller haben spezielle Verwendungszwecke für die alten Batterien ihrer Elektrofahrzeuge eingerichtet. Im Jahr 2011 war der Nissan Leaf einer der ersten in Serie produzierten Elektrofahrzeuge. In Namie, Japan, nimmt eine spezielle Fabrik (4R Energy) Batterien zurück und bewertet sie.

Manchmal sind die Batteriekomponenten so gut wie neu; Sie erhalten die Note „A“ und können in neuen Hochleistungsbatterieeinheiten für ein neues Elektrofahrzeug wiederverwendet werden. Mit der Note „B“ sind die Batterien leistungsstark genug für Industriemaschinen wie Gabelstapler und große stationäre Energiespeicher. In einem Wohn- oder Geschäftsgebäude können sie beispielsweise überschüssigen Strom, der tagsüber von Sonnenkollektoren erzeugt wird, auffangen und das Gebäude dann nachts mit Strom versorgen.

Die Batterien der Klasse „C“ können in Geräten verwendet werden, die Notstrom liefern, wenn das Stromnetz ausfällt, beispielsweise in Lebensmittelgeschäften, deren Kühlschränke und Lichter auch bei einem Stromausfall in Betrieb sein müssen. Die Ingenieure von 4R Energy schätzen, dass die zurückgewonnenen Batterien eine Lebensdauer von etwa 10 bis 15 Jahren haben.

Im Jahr 2022 ging Jaguar Land Rover eine Partnerschaft mit Pramac ein, um einen tragbaren, emissionsfreien Energiespeicher zu entwickeln, der mit gebrauchten Jaguar I-Pace-Batterien aus Prototypen und technischen Testfahrzeugen betrieben wird. Das über Solarmodule aufgeladene Gerät ist eine eigenständige Lösung, die aus einem Batteriesystem, das mit einem bidirektionalen Wandler verbunden ist, und den zugehörigen Steuerungsmanagementsystemen besteht.

Das Spitzensystem hat eine Kapazität von bis zu 125 kWh – laut JLR mehr als genug, um ein Elektrofahrzeug vollständig aufzuladen oder ein normales Einfamilienhaus eine Woche lang mit Strom zu versorgen. Die Geräte stehen zur gewerblichen Vermietung zur Verfügung und sind mit Ladeanschlüssen vom Typ 2 ausgestattet.

In größerem Maßstab könnten ehemalige Elektrofahrzeugbatterien zur Stromversorgung von Produktionsanlagen und Straßen genutzt werden. Schließlich könnten die Fabriken, die die Batterien herstellen, mit den wiederverwendeten Batterien betrieben werden.

Wenn die Batterie eines Elektrofahrzeugs nicht wiederverwendet werden kann, ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass sie auf der Mülldeponie landet. Die Zellen durchlaufen einen ersten Recyclingprozess, der im Wesentlichen aus Zerkleinern, Sieben und Filtrieren besteht. Sobald nichtmetallisches Material extrahiert wird, werden die Überreste als „schwarze Masse“ bezeichnet, enthalten jedoch Lithium, Nickel, Mangan und Kobalt, allesamt wertvolle Metalle.

Bisher landete die schwarze Masse, vereinfacht gesagt, im Hochofen, soll aber in Zukunft abgetrennt werden können. Beispielsweise hat Volkswagen in Deutschland im Jahr 2021 seine erste Anlage zum Recycling gebrauchter Elektroautobatterien eröffnet und zielt darauf ab, einen geschlossenen Materialkreislauf zu schaffen, der nicht nur den Primärbedarf des Volkswagen-Konzerns an Rohstoffen langfristig reduziert, sondern auch den Verbrauch deutlich reduzieren kann CO2-Fußabdruck der Batterien.

Im Werk in Saltzgitter trennt ein Partnerunternehmen aus der chemischen Industrie anschließend die schwarze Masse in ihre einzelnen Bestandteile und diese können als Sekundärrohstoff für den Bau von Kathoden neuer Batterien verwendet werden – ohne Qualitätsverlust gegenüber neuen, primären Material.

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