KI-gestützte, teilautomatisierte Demontage von Traktionsbatterien (KaDoTE) - Teilvorhaben: Entwicklung des Trennprozess- und Demontagedemonstrators unter Einsatz des digitalen Zwillings und Künstlicher Intelligenz

Abstract

Mit dem zunehmenden Markthochlauf der Elektromobilität wird in den kommenden Jahren ein deutlicher Anstieg an ausgedienten Lithium-Ionen-Traktionsbatterien erwartet. Diese Batterien enthalten wertvolle Rohstoffe wie Lithium, Nickel, Kobalt, Kupfer und Aluminium, deren Rückgewinnung sowohl aus ökologischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht von großer Bedeutung ist. Voraussetzung für ein hochwertiges Recycling ist eine sichere und möglichst effiziente Demontage der Batteriesysteme. Die Demontage von Traktionsbatterien stellt jedoch aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Batteriekonzepte eine erhebliche technische Herausforderung dar. Unterschiede in Baugröße, Zellformat, Modulaufbau, Gehäusekonstruktion sowie den eingesetzten Fügetechnologien erschweren die Entwicklung standardisierter und automatisierter Demontageprozesse. Hinzu kommen hohe Anforderungen an den Arbeits- und Brandschutz sowie der Umgang mit Hochvoltsystemen und potenziell beschädigten Batterien. Vor diesem Hintergrund verfolgte das Verbundprojekt das Ziel, Grundlagen für eine KI-gestützte, teilautomatisierte Demontage von Lithium-Ionen-Traktionsbatterien zu entwickeln. Hierzu wurden unterschiedliche Demonstratoren aufgebaut, welche die automatisierte Identifikation, Trennung und Entnahme von Batteriekomponenten ermöglichen. Ergänzend wurden Verfahren zur optischen Erkennung, digitale Modelle sowie ein digitaler Zwilling entwickelt und miteinander verknüpft, um eine flexible und adaptive Prozessführung zu ermöglichen. Die RET Reckelberg Environmental Technologies GmbH beteiligte sich als Industriepartner am Verbundvorhaben. Aufgrund ihrer langjährigen Erfahrung im Bereich des Batterierecyclings und des Anlagenbaus bestand die Aufgabe der RET insbesondere darin, die wissenschaftlichen Projektpartner mit praxisnahem Fachwissen zu unterstützen. Hierzu gehörten die Analyse aktueller Traktionsbatterien, die Vermittlung von Kenntnissen über deren konstruktive Vielfalt sowie die Bewertung unterschiedlicher Demontage- und Recyclingkonzepte hinsichtlich ihrer industriellen Umsetzbarkeit. Darüber hinaus begleitete die RET das Projekt während der gesamten Laufzeit beratend und brachte die Perspektive des industriellen Batterierecyclings in die Entwicklung der Demonstratoren und Prozesskonzepte ein.