DIFFERENCE

Cell-to-Pack-Batteriesysteme (C2P) gelten als etablierte Schlüsseltechnologie der Elektromobilität: Durch den direkten Einbau von Batteriezellen ins Pack – ohne Zwischenmodule – lassen sich Energiedichte und Raumeffizienz erheblich steigern. Doch diese hochintegrierte Bauweise bringt eine kritische Herausforderung mit sich: Konventionelle Schraubverbindungen werden durch großflächige Verklebungen und Ausschäumungen ersetzt, die eine automatisierte Demontage und damit das Recycling massiv erschweren.

Dies steht im direkten Widerspruch zur europäischen Batterieverordnung, die hohe Rückgewinnungsquoten für kritische Rohstoffe wie Lithium, Nickel, Kobalt und Kupfer fordert. Zudem fehlen etablierte Reparaturkonzepte: Der Ausfall einzelner Zellen führt heute häufig zur Aussonderung ganzer Batteriesysteme und stellt ein ungenutztes Potenzial für Second-Life-Anwendungen und Remanufacturing dar.

Das Forschungsprojekt DIFFERENCE (Befähigung von Cell-to-Pack Architektur durch optimale Zerlege- und Recyclingeffizienz mithilfe von Lasersystemtechnik und Designanpassung) setzt hier an. Ziel ist die Entwicklung einer technologisch belastbaren Grundlage für die Kreislaufführung hochintegrierter C2P-Batteriesysteme – durch vier Forschungsschwerpunkte:

• Laserbasierte Demontageverfahren für strukturgebende Pack-Elemente
• Selektive Trennung von Kleb- und Schaumstoffen sowie metallischen Komponenten mittels Laser
• Automatisierte, robotergeführte Demontage in einer modularen Prozesskette
• Ökologische und ökonomische Bewertung der entwickelten Prozesse

Das Projektkonsortium vereint Expertise aus Forschung und Industrie: Hochschule Trier – Umwelt-Campus Birkenfeld, das Fraunhofer IPA (Konsortialführer), die PreZero GmbH, Kautenburger GmbH und TRUMPF Laser- und Systemtechnik SE arbeiten gemeinsam an industriekompatiblen Lösungen für OEMs, Recycler und Maschinenbauer.

Ein zentraler Beitrag der Hochschule Trier: Umwelt-Campus Birkenfeld liegt in der Entwicklung, Erprobung und Optimierung laserbasierter Demontageverfahren. In einem umfangreich ausgestatteten Demontagelabor mit zwei dedizierten Laserzellen, werden Trennprozesse für metallische Verbindungen sowie für polymere Materialien wie Schäume und Klebstoffe erforscht. Ergänzend ermöglicht die Gasanalytik die toxikologische Bewertung der bei der Laserablation entstehenden Emissionen.
Das übergeordnete Ziel ist die Bereitstellung robuster, industrietauglicher Lasertrennverfahren, die nahtlos in die automatisierte, robotergestützte Demontagekette integriert werden können, welche das Fraunhofer IPA im Rahmen des Projekts parallel entwickelt.
 

Zur Projektseite