FraunhoferIPA_Industrieroboter_Batteriereycling

Im Forschungsprojekt DeMoBat entwickelt ein Team einen Industrieroboter, der ausgediente Batterien von Elektroautos sortenrein demontiert. (Bild: Fraunhofer IPA/Rainer Bez )

Der Elektroantrieb gewinnt bei Autos immer mehr an Bedeutung. Im letzten Jahr waren hierzulande bereits rund 13 Prozent der Neufahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb ausgestattet, teilweise in Kombination mit einem Verbrennungsmotor. Bis 2030 könnten weltweit fast 50 Millionen Elektroautos auf den Straßen unterwegs sein. Dieser Trend schafft ein Recycling-Problem: Es fallen immer mehr Batterien an. Das Forschungsprojekt "Industrielle Demontage von Batterien" (DeMoBat), koordiniert vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, soll eine universelle Lösung in Form einer Roboterzelle liefern, die sich für alle Arbeitsschritte und Batterietypen eignet. Das ist umso schwieriger, da Autobatterien nicht genormt sind. In verschiedenen Automarken, sogar in verschiedenen Modellen, stecken jeweils andere Stromspeicher.

Die Bestandteile einer Batteriezelle sollen sortenrein demontiert und anschließend geprüft werden, ob sie noch gut genug sind für eine direkte Wiederverwendung. So sollen dereinst Second-Life-Batterien aus genutzten Komponenten entstehen. Wenn sich die gebrauchten Komponenten dafür nicht mehr eignen, sollen wenigstens die chemischen Bestandteile aufbereitet werden. Denn ausgediente Batterien enthalten viele weiterhin nutzbare Rohstoffe wie Nickel, Kobalt, Mangan oder Lithium. Um an sie heranzukommen, muss man das Bauteil zunächst auseinandernehmen: Leitungen, Kabel, Stecker, Dichtungen, Schrauben, Batteriezellen, elektronische Komponenten, Halterungen –alles muss demontiert werden.

Roboter schraubt oder fräst das Gehäuse auf

Als Arbeitsplatte für den Industrieroboter dient ein zwei mal drei Meter großer Tisch mit einem Spannsystem, das jeden Akku fest greifen kann. Dort öffnet der Roboter zunächst den Deckel, indem er die Schrauben aufdreht. Eine intelligente Bildverarbeitung weist den Weg. Doch das klappt nicht immer. Dank maschinellem Lernen erkennt der Roboter frühzeitig, ob eine Schraube korrodiert ist und greift dann zur Fräse. Sollten dabei anfallende Metallspäne einen Kurzschluss und letztlich Brand herbeiführen, räumt ein Schieber kurzerhand sämtliche Teile vom Arbeitstisch in ein Löschbad. Das Team musste zahlreiche neue Werkzeuge entwickeln. So dient eine Art Dosenöffner dazu, Dichtungen zu lösen. Und für das Herausheben der einzelnen Batteriezellen, haben die Fachleute eine Art Mini-Wagenheber entwickelt. Einfallsreichtum erfordert auch das Hantieren mit Kabeln und Steckern, die sich nur schwer greifen lassen.

Das Forschungsprojekt DeMoBat läuft insgesamt drei Jahre und hat gerade Halbzeit. Schon diesen Herbst soll ein erster Demonstrator zu sehen sein. Künftig will das Team auch Lösungen entwickeln, die die zurückgewonnen und noch intakten Bestandteile einer Batterie für einen weiteren Lebenszyklus aufbereiten und wieder zu einem neuen System zusammenführen.

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