Исследователи продемонстрировали улучшение показателей переработки аккумуляторов

Участники исследовательского проекта «Разница», которым руководит институт Фраунгофера IPA, работает над повышением показателей переработки аккумуляторов. Их ячейки не собираются в модуле, а интегрированы прямо в аккумуляторный блок. При переработке используются методы роботизированной разборки аккумуляторов.

Стандартная конструкция аккумуляторных блоков представляет собой набор модулей, в которые интегрируются аккумуляторные элементы. Технология «от ячейки к блоку» устраняет модульный уровень, а аккумуляторные ячейки интегрируются прямо в корпус аккумулятора. Это уменьшает вес и число компонентов. Одновременно создаётся больше места для аккумуляторных ячеек. В теории это должно увеличить запас хода и ёмкость аккумулятора электромобиля.

Стоит отметить, что процесс производства по технологии «от ячейки к блоку» представляет собой проблемы для переработки. Эти проблемы исследуются участниками проекта «Разница». Федеральным министерством исследований, технологий и космоса (BMFTR) в рамках исследовательской инициативы B@ts по аккумуляторам.

Основная сложность заключается в замене стандартных винтовых соединений на использование всевозможных клеев и пенопластовых наполнителей между элементами батареи в системах «элемент-блок».

Высокая степень интеграции и связующие материалы в этих конструкциях существенно усложняют переработку аккумуляторов. Для того, чтобы удалить аккумуляторные элементы требуются термомеханические процессы или трудоёмкий ручной труд. Такая ограниченная возможность вторичной переработки также противоречит целям Европейского регламента по аккумуляторам, как подчеркивают руководители проекта. Этот регламент нацелен на достижение высоких показателей переработки критически важных сырьевых материалов. Среди них кобальт, литий, никель, медь.

Ещё одной проблемой систем «от ячейки к блоку» является то, что для них не предусмотрен ремонт. Если отдельные аккумуляторные элементы выходят из строя, то придётся заменить всю систему целиком. Затраты на замену отдельных элементов составляют несколько тысяч евро. Поэтому практически невозможно использовать эти аккумуляторы повторно.

Для решения вышеозвученных проблем руководство исследовательского проекта «Разница» определило четыре основных направления проведения исследований:

• Разработка лазерных методов селективного разделения пенопластов, клеевых составов, металлических элементов.
• Исследования технологий лазерной разборки структурных элементов аккумуляторного блока.
• Проведение экономической и экологической оценки новых процессов.
• Внедрение автоматизированный роботизированный разборки.

Цель заключается в разработке автоматизированной, модульной, адаптивной системы для проведения разборки аккумуляторов с четырьмя станциями. По задумке учёных система должна обеспечить комплексную цепочку процессов разборки аккумуляторных блоков для их дальнейшей переработки, а также для восстановления и ремонта.

Институт производственной инженерии и автоматизации им. Фраунгофера (Fraunhofer IPA) координирует проект и предоставляет участникам свой опыт, полученный на основе функционирования Центра цифровизации производства аккумуляторных элементов (ZDB). Кроме того, Fraunhofer IPA участвует в разработке роботизированных технологий автоматизации и разборки для экономики замкнутого цикла.

В консорциум разработчиков также вошла фирма по управлению отходами и переработке PreZero, Трирский университет прикладных наук со своим экологическим кампусом Биркенфельд, а также компании TRUMPF Laser and System Technology и PreZero.