©   IDTechEx /Li-ion battery circular economy.
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Im Kommen: Second-Life- und Kreislaufwirtschaft für Elektrofahrzeugbatterien

Kreislaufwirtschaft von Lithium-Ionen-EV-Batterien umfasst mehrere wichtige Schritte, die Entscheidungen von wichtigen Interessengruppen erfordern.

Second-Life-EV-Batterien können nach ihrem ersten Leben in einem Elektrofahrzeug weiterhin nützlich sein. Abhängig von ihrem Zustand, Leistung und Verschlechterung kann ihre Lebensdauer vielleicht in einem neuen Elektrofahrzeug verlängert werden. Sie können für weniger anspruchsvolle Anwendungen wie stationäre Speicher oder Elektromobilitätsanwendungen mit geringerer Leistung wiederverwendet oder recycelt werden.

Die Zweitverwendung von Batterien (B2U) verzögert einen eventuellen Recyclingprozess und verlängert die Lebensdauer der Batterien. Das Recycling kann für Batterien bestimmter chemischer Zusammensetzung vorteilhaft sein. Vor allem NMC-Batterien werden in der Regel recycelt, um hochwertige Materialien wie Nickel und Kobalt für die Verwendung in neuen EV-Batterien zu extrahieren. Dies kann Recycling dieser Batterietypen rentabel machen. Einige Batteriechemien wie LFP schaffen jedoch derzeit nicht kein so starkes wirtschaftliches Wertversprechen für Recycler.

Kreislaufwirtschaft für Lithium-Ionen-Batterien

Die Alternativen zum Recycling solcher Batterien sind Entsorgung, Wiederaufbereitung oder Wiederverwendung. Die Wiederaufarbeitung oder Wiederverwendung bietet die Möglichkeit, die Lebensdauer der Batterie in einer Second-Life-Anwendung zu verlängern.
Remanufacturing bezieht sich auf die Demontage einer Batterie, und dies kann auf Pack-, Modul- oder Zellebene erfolgen. Die Wiederverwendung einer Batterie wird zur Zeit eher als die Integration von Batterien in Second-Life-Systeme nur auf Paketebene angesehen, ohne dass tiefergehende Demontageverfahren durchgeführt werden.

Unternehmen im Second-Life-Markt haben die techno-ökonomische Machbarkeit ihrer Systeme und Umnutzungsprozesse bewiesen. Es müssen aber während des gesamten Prozesses viele Entscheidungen getroffen werden, um sicherzustellen, dass die Kosten minimiert werden, ohne die endgültige Systemfunktionalität zu kompensieren.

Einige wichtige Überlegungen bei einem vollständigen Wiederaufarbeitungsprozess umfassen die zu beschaffenden Batterietypen, die anzuwendenden Batterieeinstufungstests und die Tiefe der Batteriedemontage. Letzteres ist ein wichtiger Aspekt, da der Batteriedemontageprozess noch nicht automatisiert ist und daher meist, wenn auch nicht bei jedem Schritt, ein menschliches Eingreifen erforderlich ist. Handarbeit trägt wesentlich zu den Gesamtkosten der Wiederaufarbeitung bei, und eine zunehmende Demontagetiefe erfordert mehr Arbeit und verursacht höhere Kosten. Durch die Erhöhung der Demontagetiefe können Wiederaufbereiter jedoch die leistungsstärksten Zellen in ihrem endgültigen Second-Life-System verwenden. Dies würde die Wettbewerbsfähigkeit dieser Systeme gegenüber neuen Li-Ionen-Batterie-Energiespeichersystemen (BESS) auf Leistungsniveau erhöhen.

Tatsächlich spielt auch das Batteriedesign von Elektrofahrzeugen eine große Rolle bei der Wartungsfreundlichkeit der Batterie. EV-Batterien mit einem Cell-to-Pack-Design schaffen Möglichkeiten für schnellere Demontagezeiten. Wiederaufbereiter könnten in Zukunft versuchen, solche Batterien zu beschaffen, um die schnellere Erstellung von Second-Life-Systemen durch die Neukonfiguration der leistungsstärksten Zellen einer EV-Batterie zu erleichtern.

Einige Akteure, wie Connected Energy und ECO STOR AS in Europa, integrieren stationäre Second-Life-Speicherbatterien auf Paketebene und umgehen damit einen strengen Wiederaufbereitungsprozess mit größerer Demontagetiefe. Durch die Rekonfiguration auf Package-Ebene reduzieren sie Sicherheitsrisiken, Energieverbrauch und Kosten, die mit einem vollständigen Remanufacturing-Prozess verbunden sind. Aber gibt es einen Haken?
Eine Überlegung ist, dass sie sicherstellen müssten, dass die beschafften Batterien von einem Automobil-OEM mit bestimmten Leistungsspezifikationen bereitgestellt werden, z. B. Mindest-Gesundheitszustand, Innenaufbau usw. Dies setzt Partnerschaften mit Automobil-OEMs voraus´. Dieses Angebot an hochwertigen Batterien zu verwalten und gleichzeitig Batterien zu behandeln, die diese Mindestleistungsspezifikationen nicht erfüllen, beispielsweise durch Recycling, ist eine große Aufgabe.

Es müssen viele Überlegungen angestellt werden, wenn ausgediente EV-Batterien wiederaufbereitet werden. Die Demontage und Neukonfiguration auf Zellebene kann die Verwendung der leistungsstärksten Zellen in Second-Life-Systemen erleichtern, wodurhc höhere Kosten durch eine größere Demontagetiefe ausgeglichen werden können. Derzeit tendieren die Marktteilnehmer eher zur Integration von Second-Life-Batterien auf Gesamtpaketebene, um Sicherheitsrisiken sowie Demontagezeiten und -kosten zu reduzieren. Die Integration auf Second-Life-Pack-Ebene ist ein Markttrend, der sich voraussichtlich fortsetzen wird.

Mehr Infos im IDTechEx „Second-life Electric Vehicle Batteries 2023-2033“ Bericht, der auch 10-Jahres-Prognosen für den Second-Life-Markt (installierte GWh) und die Verfügbarkeit von EV-Batterien enthält. Bericht „Second-Life Electric Vehicle Batteries 2023-2033“


Artikel Online geschaltet von: / Doris Holler /