Recycling von Elektroauto-Batterien

Um die strengen CO2-Grenzwerte zu erfüllen, müssen die Automobilhersteller neue Wege gehen. Die Elektromobilität ist nicht mehr wegzudenken. Anstelle des Benzintanks oder auch zusätzlich zu diesem steckt eine Lithium-Ionen-Batterie, welche die Energie im Fahrzeug zur Verfügung stellt. In naher Zukunft wird es praktisch kein Auto ohne Li-ion-Batterie geben: Mild-Hybrid-Fahrzeuge mit 48 Volt-Batterie und 0,8 kWh Kapazität, Hybrid und Plug-In-Hybrid mit 400 Volt und bis zu 20 kWh, Elektrofahrzeuge mit bis zu 800 Volt und 100 kWh.

Weshalb eigentlich Li-ion-Batterien? Diese Batterien haben eine relativ hohe Energiedichte und eine Zellenspannung von 3,7 Volt. Sie bestehen bei Weitem nicht nur aus Lithium, sondern beinhalten weitere wertvolle Rohstoffe, deren Rückgewinnung aus Gründen der Ressourcenschonung wichtig ist. Eine 400 kg-Batterie mit NMC 622-Zellen enthält nebst beträchtlichen Mengen Stahl und Aluminium 50 kg Graphit (Kohlenstoff), 33 kg Elektrolyt, 30 kg Kupfer, 30 kg Nickel, 10 kg Mangan, 10 kg Kobalt und 7 kg Lithium.

Aufbau einer Li-ion-Batterie
Heute verwenden die meisten Autohersteller Pouchzellen. Darin sind die Elektroden zu Paketen aufeinander geschichtet. Zellen werden zu Modulen zusammengebaut, Module zu Batteriepacks. Dazu kommen die Elektronik für die Überwachung der Zellen und Module, der Hochvolt-Anschluss mit der Absicherung sowie Heiz- und Kühlsysteme.

Zweitnutzung
Die Autohersteller garantieren durchschnittlich eine Restkapazität von 80 % bis 8 Jahre oder 160’000 km. Die Kapazität wird massgeblich von der Anzahl Ladezyklen und der Alterung beeinflusst. Erfahrungen zeigen, dass unter normalen Umständen eine Batterie so lange hält wie das Auto selber. Danach hat die Batterie noch nicht ausgedient. Es gibt weltweit zahlreiche Projekte und Anlagen mit Beteiligung der Automobilindustrie für eine Zweitnutzung – das sogenannte Second-life – im Bereich der stationären Energiespeicherung. Der Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Photovoltaikanlagen oder Windturbinen deckt sich nicht immer mit der Nachfrage und soll gespeichert werden. Zudem tragen Speicherbatterien zur Stabilisierung des zunehmend stärker belasteten Stromnetzes bei.

Recycling
Ist die Batterie definitiv an ihrem Lebensende angekommen, erfolgen Ausbau, Entladung und Zerlegung. Die Automobilimporteure sind zusammen mit der Stiftung Auto Recycling Schweiz und der EMPA daran, die Grundlagen für die künftige kostenlose Rücknahme und Verwertung zu erarbeiten. Hohe Kosten verursachen Ausbau und Transport. Für die Verwertung der Batteriezellen mit den wertvollen Rohstoffen stehen im Ausland bereits einige Firmen mit pyround hydrometallurgischen Prozessen bereit. Die einzige Batterierecyclingfirma in der Schweiz, die Batrec Industrie AG in Wimmis, verwertet bereits heute defekte und kritische Batterien und Module aus Fahrzeugen. Nur fehlt gegenwärtig noch der grosse Rücklauf, denn die Batterien halten länger als anfänglich gedacht. In ein paar Jahrzehnten werden die zurückgewonnenen Sekundärrohstoffe die Primärrohstoffe ersetzen. So schliesst sich der Stoffkreislauf.

Die Stiftung Auto Recycling Schweiz wurde 1992 von den offiziellen Automobil-Importeuren zur Förderung der umweltgerechten Entsorgung von Motorfahrzeugen gegründet. Im Stiftungsrat sind auto-schweiz, AGVS, ASTAG, ACS, TCS, Shredderverband und das Amt für Umwelt des Kantons Aargau vertreten.


Stiftung Auto Recycling Schweiz
Wölflistrasse 5
3006 Bern
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www.stiftung-autorecycling.ch

Kontakte im Handumdrehen

Im Steuerungs- und Drähte oder Leitungen häufig an Sammelschienen aus Kupfer angeschlossen werden.
Herkömmlich geschieht dies zeitraubend mit Schraubklemmen oder fest verschraubten Leiteranschlussklemmen. Mit einer neuen Generation an wartungsfreien Leiteranschlussklemmen mit Push-in-Technik bietet Rittal jetzt die derzeit schnellste Methode, um Leitungen an Sammelschienen einfach und sicher anzuschliessen. Die Vorteile von Push-in-Klemmen sind vielfältig: Leitungen lassen sich extrem einfach und schnell anschliessen. Die Klemmen sind wartungsfrei und lassen sich für eine Vielzahl von Leitertypen verwenden. Damit diese Vorteile nun auch bei Sammelschienensystemen zur Wirkung kommen, hat Rittal eine neue Generation an Leiteranschlussklemmen entwickelt. So profitieren Steuerungs- und Schaltanlagenbauer durch den direkten Anschluss von Kabeln und Leitungen an Sammelschienen. Die neuen Push-In-Leiteranschlussklemmen sind in zwei Klemmenbereichen mit 0,5-4 mm2 und 1,5-16mm2 sowie je Klemmbereich für 5 und 10mm dicken Kupfersammelschienen erhältlich. Die Push-in-Leiteranschlussklemmen lassen sich einfach und schnell auf die Sammelschiene aufstecken. Das abisolierte Leiterende wird durch einfaches Einschieben in den Klemmraum mit der Sammelschiene verbunden. Schon beim Aufstecken der Klemme sind die ersten Vorteile wirksam: Die Klemme wird zum einen durch einen separaten Federmechanismus auf der Sammelschiene an ihrer Position gehalten. Zum anderen beseitigt die Feder beim Aufsetzen Oxidschichten, die sich auf der Sammelschiene gebildet haben und optimiert damit die Leitfähigkeit. Der integrierte Kontaktbalken mit seinen definierten und hervorgehobenen Kontaktstellen bewirkt einen optimalen Kontaktdruck. Mit der zweiten Feder im Inneren der Klemme ist die sichere Leiterklemmung gewährleistet. Dabei lassen sich massive und mehrdrähtige Leiter, ultraschall-verschweisste Leiter und feindrähtige Leiter mit Aderend-hülsen einfach und schnell in den Klemmraum gegen den Federdruck einstecken. Auch Leitungen mit Twin-Aderendhülsen können angeschlossen werden. Die neue Push-in-Leiteranschlussklemme kann mit ihren Eigenschaften Fehlerpotentiale – wie fehlerhafte Verpressung und Drehmomente sowie Klemmenlockerung – reduzieren. Durch die Wartungsfreiheit steigert sie die Anlagenzuverlässigkeit und senkt die Kosten für spätere Wartungsarbeiten. Die neue Push-in-Leiteranschlussklemme ist in vielen Anwendungen einsetzbar, wie beim Anschluss von Schutz- oder Neutralleiter an Sammelschienen. Ein weiteres Verwendungsfeld sind kurzschlusssichere Spannungsabgriffe an den Kupferschienen eines s. Auch der Aufbau von Stringverteilern oder Verteilerblöcken mit einer Vielzahl von Anschlussklemmen für abgehende Leitungen ist möglich. Die neue Leiteranschlussklemme bietet durch ihre vielen Zulassungen für UL und IEC weltweite Einsatzmöglichkeiten. Darüber hinaus eignet sich die Neuentwicklung auch für die Nutzung im maritimen Umfeld und bei Offshore-Anwendungen.


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