Empa-Forscher Corsin Battaglia leitet das Teilprojekt „Herstellung von Batteriezellen“. (Bild: Empa)
Das Forschungsprojekt Circubat will den Kreis zwischen Produktion, Anwendung und Recycling von Lithium-Ionen-Batterien aus der Mobilität schließen. Dafür suchen sieben Schweizer Forschungsinstitutionen sowie 24 Unternehmen, von Materialspezialisten über Fertigungsunternehmen bis hin zu Anwendern und Anbietern von Elektrofahrzeugen, gemeinsam nach Optimierungsmöglichkeiten für mehr Nachhaltigkeit. Das Projekt ist Teil der Flagship-Initiative der Förderagentur Innosuisse. Federführend ist die Berner Fachhochschule (BFH), auf Seite der Wissenschaft sind sechs weitere Schweizer Forschungsinstitutionen beteiligt: die Empa, das Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique (CSEM), die Universität St. Gallen (HSG), die Ostschweizer Fachhochschule OST, der Switzerland Innovation Park Biel/Bienne SIPBB und die EPFL.
CircuBAT: Cell Manufacturing
Das Projekt sucht in allen Lebensabschnitten der Batterien nach Lösungen. Dazu gehören eine längere Lebensdauer in der ersten Anwendung durch optimale Lade- und Entladestrategien sowie Konzepte für den Bau von Batterien, die Reparaturen vereinfachen. Zudem sollen Batterien nach der ersten Anwendung in der Mobilität als stationäre Energiespeicher zum Einsatz kommen (Second Life). Das Projekt erforscht deshalb, wie sich die Batterien am besten ins Stromnetz integrieren lassen. Schließlich suchen die Forschenden nach Lösungen für die Demontage und Materialrückgewinnung, sodass die Sekundärrohstoffe in großen Mengen und guter Qualität in der Produktion von neuen Batterien zum Einsatz kommen können. Neben diesen technischen Fragen untersucht das Projekt auch sozioökonomische Aspekte und prüft ganzheitliche Geschäftsmodelle.
Drei Teilprojekte unter Leitung der Empa
Empa-Forschende leiten drei der sieben Teilprojekte. Das Teilprojekt „Materialrückgewinnung“ entwickelt ein Recyclingverfahren von Kyburz Switzerland weiter. Das Verfahren trennt die brennbaren Elemente der Batterie in einem Wasserbad. So sollen sich Kupfer, Aluminium, Lithium, Mangan, Nickel und Kobalt in guter Qualität zurückgewinnen und für die Produktion neuer Batterien einsetzen lassen.
Das Teilprojekt „Herstellung von Batteriezellen“ soll den Herstellungsprozess energiesparender gestalten. Da der energieintensivste Schritt bei der Herstellung die Trocknung der Batterie-Elektrode nach der Beschichtung ist, fiele durch eine trockene Elektrodenbeschichtung dieser Schritt weg. Im Teilprojekt Nachhaltiges Geschäftsmodell entwickeln Empa-Experten und die Universität St. Gallen zusammen mit weiteren Partnern ein tragfähiges Business-Modell für ein nachhaltiges Batterierecyclingsystem und untersuchen dafür unter anderem die ökologischen und sozialen Auswirkungen der anderen Teilprojekte.
