Re-Use-Prozess für Hochenergie-Lithium-Ionen-Akkumulatoren unbekannten Zustands

Lithium-Ionen-Akkus mit gespeicherten Energien von etwa 15 bis 30 kWh bilden die gegenwärtigen Standard-Energiequellen für Elektroautos und stellen zugleich einen wesentlichen Kostenfaktor des Fahrzeugpreises dar. Im Fahreinsatz sind deutlich über 1.000 äquivalente Volllast-Zyklen zu erwarten, bis sich der nutzbare Energieinhalt aufgrund der betrieblichen Degradation um etwa 20 % verringert hat, sodass diese Akkus aus der weiteren Nutzung im Fahrbetrieb ausgeschieden werden. Bereits früher können Spontandefekte einzelner Zellen einen gesamten Fahrakku für den weiteren Fahreinsatz unbrauchbar machen. In beiden Fällen steht industrielles Recycling an, welches hier in der energetisch besonders günstigen Form von weitgehendem Re-Use realisiert werden soll.

Lithium-Ionen-Akkumulatoren bilden die heutigen Energiequellen für Elektroautos und stellen zugleich einen wesentlichen Kostenfaktor dar. Zum Recycling-Produkt werden diese Akku-Pakete nach betrieblich bedingter Verringerung der Kapazität um etwa 20% oder bereits früher bei Spontandefekten einzelner Zellen. Diese Akkus weisen somit sehr ungleiche Ladezustände und Energiespeichervermögen auf und können auch vollständig entladen sein ohne grundsätzlich defekt zu sein. In vier getrennten Prozessschritten wird ermittelt, ob anstelle eines stofflichen bzw. energetischen Recyclings auch eine den energetischen Fußabdruck wesentliche verbessernde Wiedernutzung als Energiespeicher realisierbar ist. Die Vorbeurteilung auf Modulebene soll die weiteren aufwändigeren Schritte auf grundsätzlich geeignete Module beschränken. Bis auf Zellebene wird ein Modul im Rahmen eines Spannungswiederaufbaus, eines Lade- und Entladezyklus und einer Erfassung der Selbstentladung vermessen. Messergebnisse für erfolgreiches und nicht erfolgreiches Wiederbeleben werden erläutert. Bedingt durch die Vornutzung kommt ein erweitertes Batteriemanagement zur Anwendung. Vor Wiederverwendung wird die gesamte neue Einheit umfassend in einer Typprüfung und in ausgesuchten Punkten jeweils als Stückprüfung getestet.




Copyright: © Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben
Quelle: Recy & Depotech 2016 (November 2016)
Seiten: 6
Preis: € 3,00
Autor: Helmut Weiss
Herbert Ziegerhofer

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