Der Lehrstuhl „Production Engineering of E-Mobility Components“ (PEM) der RWTH Aachen hat mit dem Industrie-Unternehmen Henkel analysiert, welche Emissions- und Kostenvorteile sich ergeben, wenn Elektrofahrzeug-Batterien repariert werden, anstatt sie bei Aus- oder Unfällen komplett durch neue Akkus zu ersetzen. Ihre Erkenntnisse haben die beiden Forschungspartner in einem englischsprachigen, 17-seitigen Whitepaper zur „Optimierung des Lebenszyklus von Elektrofahrzeugen durch Batterie-Reparatur“ zusammengefasst.
„Die Reparatur einzelner Batteriemodule kann im Vergleich mit dem Austausch eines gesamten Batteriepacks bis zu 77 Prozent der Kosten und bis zu 91 Prozent der Emissionen reduzieren“, resümiert PEM-Leiter Professor Achim Kampker. Daraus ergäben sich Vorteile für OEMs und Besitzer gleichermaßen – für Hersteller vor allem während der Garantiezeit, für die Besitzer aber häufig auch noch nach deren Ablauf. „Die Reparatur ist ein lohnender, wesentlicher Schritt in Richtung einer Kreislaufwirtschaft für Batteriesysteme, der Elektrofahrzeuge deutlich nachhaltiger machen kann“, sagt Kampker. Die energieintensive Herstellung von Antriebsbatterien macht sie nach wie vor zur kostspieligsten Komponente von Elektrofahrzeugen.
Reparatur meist wirtschaftlicher
„Innerhalb der ersten 80 Prozent der Batterielebensdauer ist die Reparatur fast immer die wirtschaftlichere und ökologischere Wahl gegenüber dem Austausch des Akkus“, betont PEM-Leitungsmitglied Professor Heiner Heimes, Mitautor des Whitepapers. Die potenzielle Verringerung der Umweltbelastung durch geringere Treibhausgasemissionen und eine umsichtige Ressourcennutzung in Verbindung mit der Schaffung neuer Einnahmequellen mache die Batterie-Reparatur zu einer interessanten Perspektive für unterschiedliche Interessengruppen entlang der Wertschöpfungskette.
Die Reparaturfähigkeit von Batterien sei indes entscheidend von ihrer Konstruktion und den verwendeten Materialien abhängig. Daher seien Produkte und Verfahren erforderlich, die eine schnelle Demontage und Wiedermontage ermöglichen, ohne dabei die Integrität des Systems zu beeinträchtigen. Zu den kritischen Schritten im Reparaturprozess zählen das Öffnen des Batteriepacks, das Herausnehmen des einzelnen Batteriemoduls mit der Entfernung des klebenden thermischen Spaltfüllers, das Auftragen einer neuen Schicht, die Anbringung einer neuen Dichtung für den Batteriedeckel und das anschließende Verschließen des Batteriepacks. „Es ist entscheidend, sämtliche Kompromisse sorgfältig zu bewerten – etwa die potenziellen Einschränkungen der Reparaturfähigkeit, die mit der Implementierung von ‚Cell-to-X‘-Architekturen verbunden sind“, sagt Natalia Soldan, Leiterin der PEM-Forschungsgruppe „Circular Economy & Materials“, die sich am RWTH-Lehrstuhl mit Fragen zur Nachhaltigkeit von Batteriekomponenten und -systemen befasst.
