Problemstellung

Die Traktionsbatterie ist die teuerste Komponente eines Elektrofahrzeuges. Die Kapazität von Lithium-Ionen-Akkus nimmt mit zunehmendem Alter und Betriebszyklen ab, deshalb sollen diese laut USABC in Elektroautos ersetzt werden, wenn die Kapazität unter eine Grenze von 80 Prozent fällt. Es ist jedoch aus wirtschaftlicher Motivation eine weitere Nutzung vor dem Recyclingprozess vorstellbar, um das Restpotential der Batterie zu nutzen. Eine stationäre Nachnutzung wäre beispielsweise als Zweitanwendung vorstellbar, weil die Hübe und Ströme weit geringer sind als im Fahrzeug. Außerdem könnten die Batterien einen Remanufacturing-Prozess durchlaufen und anschließend in neuwertigem Zustand weiter benutzt werden. Derzeitig ist noch nicht bekannt, wie realistisch eine solche Zweitverwertung gebrauchter Traktionsbatterien ist. Das beginnt mit der Frage der Restlebensdauer der gebrauchten Akkus. Der Alterungsprozess von Lithium-Ionen-Zellen verläuft nicht linear, sondern beschleunigt sich mit zunehmender Betriebsdauer. Und je nach Alter, Nutzungsintensität und klimatischen Bedingungen fällt die Kapazität langsamer oder schneller ab. Voraussetzung einer Nach-/Zweitnutzung sowie von Remanufacturing ist die Aufzeichnung bzw. aussagekräftige Schätzung der Batterie-Historie. Außerdem sind für künftige Anwendungen modularisierte und standardisierte Konzepte notwendig, um die Kosten der Second-Life-Akkus gering zu halten.

Ziel

Es soll der Batterie-Lebenszyklus sowie die Machbarkeit einer Zweitnutzung bzw. von Remanufacturing einer Elektrofahrzeug-Batterie erforscht werden. Außerdem werden diese Erkenntnisse in den Produktentwicklungsprozess einfließen, um eine Second-Life gerechte Batterieauslegung abzuleiten.

Vorgehen

• Identifikation von geeigneten Zweitanwendungen für Elektrofahrzeug-Batterien (technische Anforderungen, Marktentwicklung, Aufbereitungsaufwand)
• Analyse von Remanufacturing-Prozessen
• Erforschung der Batteriealterung 
• Aufbau eines Batterie-Lebens-Zyklus-Modells 
  (Performance, Batterie-Wertverlust)
• Ableitung einer geeigneten Batterie-Nutzungsstrategie entlang des Batterie-Lebenszyklus sowie einer Second-Life gerechten Batterieauslegung