Teilprojekt Design for Refabrication (DfRefab): Entwicklung von Gestaltungsrichtlinien für die recyclinggerechte Konstruktion von Batteriesystemen im Kontext der Kreislaufwirtschaft – ReDesign

Abstract

Lithium-Ionen-Batteriesysteme werden hinsichtlich Leistung, Energiedichte und Kosten optimiert. Aspekte eines kreislauf- bzw. recyclinggerechten Designs von Zellen, Modulen und Systemen werden nachgeordnet betrachtet. Die Folge ist: Batteriesysteme werden am Ende ihres ersten Lebenszyklus i.d.R. im Ganzen dem Recyclingprozess zugeführt. Die Vorfraktionierung von Wertstoffen oder eine Reparatur bzw. die Entnahme / der Tausch von Komponenten des Batteriesystems ist mit hohem technischem und organisatorischem Aufwand verbunden, bisweilen nicht möglich. Innerhalb des Recyclingprozesses begründen Batteriesystemdesigns einen sehr hohen Aufwand, der sich durch ein kreislauforientiertes Design erkennbar reduzieren lässt. Das Ziel des Gesamtvorhabens ist die Steigerung der Kreislauffähigkeit von Batteriesystemen. Es soll helfen „Open Loops“ im Produkt- und Materialkreislauf zu verringern und Umweltbelastungen zu reduzieren. Lösungsansatz ist die systematische Entwicklung von Gestaltungsrichtlinien für das kreislauforientierte Design und die recyclinggerechte Konstruktion der Batteriesysteme, um Voraussetzungen für geschlossene, effiziente und rohstoffverlustarme Batteriesystemlebenszyklen vorzubereiten. Dieses Teilvorhaben - Design for Refabrication (DfRefab) – fokussiert besonders das syste-mische Gestalten von Batteriesystemen für Produktkreisläufe eines 2nd-Use. Diese wert-schöpfungserhaltende, nicht zerstörende Form des Recyclings dient dem Aufbau eines sinn-voll kaskadiert strukturierten Kreislaufwirtschaftssystems bei Hochvolt-Batteriesystemen. Es dient der Ausschöpfung von Produktkreislaufoptionen zur Steigerung von Ressourcennutzung und Wertschöpfung vor einer zerstörenden, werkstofflichen oder rohstofflichen Verwertung der Batteriesysteme.

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