E-Auto-Batterierecycling – wie wird der Akku nach dem Tausch richtig entsorgt?

In der Regel sind die Lithium-Ionen-Akkus für den Einsatz im E-Auto nach ca. 1.500 bis 2.500 Ladezyklen nicht mehr geeignet. Diese Werte sind nach rund 8 – 10 Jahren erreicht. Der Verlust der Kapazität ist dann zu hoch, sodass nicht mehr genügend Reichweite erzielt werden kann. Jedoch haben die Batterien dann immer noch einen Energieinhalt von 70 bis 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität. Entsorgen wäre also der falsche Weg. E-Auto-Akkus eignen sich sehr gut zum Recyclen. Viele Unternehmen nehmen sich dieser Thematik an, um alte Akkus sinnvoll wiederzuverwenden. Die Batterien werden in Fachwerkstätten für Elektroautos ausgebaut und an extra dafür angelegte Sammelstellen abgegeben. Von dort aus gelangen sie zu den Recycling-Unternehmen und werden speziellen Verfahren unterzogen.

Durch die voranschreitende Elektromobilität sind immer mehr elektrische Fahrzeuge auf den Straßen unterwegs. Elektroautos haben sich zu echten Alternativen entwickelt. Durch die verbesserte elektrische Mobilität erhöht sich natürlich auch die Anzahl an Lithium-Ionen-Akkus. Umso wichtiger ist es, das E-Auto-Batterierecycling aktiv weiterzuentwickeln.  

Sondermüll? Von wegen! So funktioniert das E-Auto-Batterierecycling

Akkus aus E-Autos werden nach dem Tausch nicht einfach im Hausmüll entsorgt. Es gibt spezielle Sammelstellen, welche die Antriebsbatterien aus Fahrzeugen an Recycling-Unternehmen weiterverteilt. Diese übernehmen dann die Entsorgung bzw. das Recycling. Doch wie funktioniert das?

Schauen wir uns erst einmal die Bestandteile eines Lithium-Ionen-Akkus an. Er enthält Lithium, Kobalt, Nickel, Graphit, Mangan und flüssige Elektrolyte. Gebaut werden die Batterien aus Aluminium, Stahl und Kunststoffen. Lithium und Kobalt sind sehr wertvolle Rohstoffe, sie sollten also nicht einfach im Müll landen. Doch wie können die Rohstoffe aus der Antriebsbatterie zurückgewonnen werden? Dazu gibt es unterschiedliche Batterierecyclingverfahren. Diese sind langwierige und schwierige Prozesse, werden aber immer weiter verbessert. Tesla arbeitet seit geraumer Zeit an der Herstellung von Batterien, die ohne Kobalt auskommen, um das Problem der Rückgewinnung im Vorfeld zu lösen.¹

Grundsätzlich beginnt das Batterierecycling mit der manuellen Demontage eines Batteriesystems. Es folgen das Sortieren, Schreddern und die thermische Aufschmelzung. Am Ende des Verfahrens steht die Materialtrennung. Verschiedene Unternehmen nutzen unterschiedliche Recyclingverfahren. Das Fraunhofer Institut für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie (IWKS) zum Beispiel möchte nicht nur einzelne Metalle und Rohstoffe zurückgewinnen, sondern auch Werkstoffe, also zusammenhängende Funktionsmaterialien. Dafür setzen sie auf die elektrohydraulische Zerkleinerung. Bei diesem Verfahren werden die Batteriezellen ins Wasser getaucht. Dass Wasser und Strom sich nicht so gut vertragen, ist jedem bekannt. Durch die Entladung entstehen Schockwellen, die einzelne Bestandteile der Batteriezellen abtrennen. Mit Trennverfahren wie Sieben oder Flotation können die unterschiedlichen Materialien separiert und wiederverwendet werden.

Ein weiteres Beispiel ist das deutsche Chemieunternehmen Duesenfeld. Es nutzt das Schreddern als Recyclingverfahren. Der Schredder wird unter Stickstoff gesetzt, um die in E-Auto-Akkus enthaltenen, leicht entzündlichen Lithium-Ionen sicher zu zerlegen. Übrig bleiben nur Geschreddertes und Elektrolyte. Aus dem geschredderten Material können die Rohstoffe Graphit, Mangan, Nickel, Kobalt und Lithium zurückgewonnen werden. Duesenfeld geht damit in die (Re-)Produktion von neuen Antriebsbatterien. 96 Prozent aller Batteriebestandteile werden so einem neuen Kreislauf zugeführt.

Um das Recycling von E-Auto-Batterien weiter voranzutreiben, müsste auch die Gesetzeslage nachziehen. Aktuell hinkt sie der Zeit etwas hinterher: 50 Prozent (bemessen anhand des Gewichts) des Materialanteils müssen wiederverwendet werden (Batteriegesetz von 2009). Diese 50 Prozent können allein nur durch das Entfernen von Gehäuse und Komponenten erreicht werden, die meist aus Aluminium, Stahl oder auch Kunststoff bestehen. Das Ziel, auch die kritischen Rohstoffe der Batterie zu recyceln, wird damit nicht klar verfolgt.

E-Auto-Akkus im Second-Life-Einsatz

Getauschte Akkus aus elektrischen Fahrzeugen müssen nicht sofort entsorgt oder recycelt werden. Nach dem durchschnittlichen Einsatz von 8 – 10 Jahren im Elektroauto haben die Antriebsbatterien immer noch ca. 70 – 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität. Für das E-Auto reicht es dann zwar nicht mehr, aber in vielen anderen Bereichen werden ebenfalls Lithium-Ionen-Akkus eingesetzt. Man spricht dabei vom „Second-Life“ eines E-Auto-Akkus. Entsprechende Messreihen von Alterungsprozessen im Labor haben gezeigt, dass das Second Life durchaus noch 10 – 12 Jahre währen kann. Das heißt: Ein Akku wird bei durchschnittlicher Beanspruchung erst nach über 20 Jahren ein Fall für die Entsorgung sein.²

Der stationäre Betrieb als Energiespeicher ist eine Möglichkeit für das Second Life. Stationär bedeutet in diesem Fall nicht an einem Standort fixiert, sondern schonende und gleichmäßige Ladung. Eine mobile Ladestation ist im Moment der Nutzung stationär, da mit gleichbleibender Leistung geladen bzw. entladen wird. In einem Elektroauto ist dies nicht der Fall. Durch Beschleunigen und Energierückgewinnung wird die Antriebsbatterie stark beansprucht. Auch beim Laden kann es unterschiedliche Leistungen geben. Manchmal wird das Auto zu Hause an einer Wallbox mit 11 Kilowattstunden (kW) geladen, dann unterwegs an einer Schnellladesäule mit bis zu 50 kW. Hat die getauschte Antriebsbatterie noch 50 – 60 Prozent Speicherleistung, kann sie beispielsweise als mobile Ladestation für die verschiedensten Zwecke eingesetzt werden.

Als Stromspeicher für den privaten Haushalt, zum Beispiel in Kombination mit einer Photovoltaikanlage, reicht eine ausgetauschte Antriebsbatterie eines Elektroautos ebenfalls aus. Mit 20 Kilowattstunden Kapazität kann der Akku mehr Energie speichern, als in einem Familien-Haushalt in der Regel als Puffer benötigt wird.

Aktuell geht man von einer Lebensdauer von 8 – 10 Jahren aus. Die Kapazität sinkt mit dem Alter, da der Akku weniger Energie speichern kann. Dadurch verringert sich auch die Reichweite des Elektroautos. Ist die maximale Reichweite so weit abgesunken, dass Sie in der Nutzung Ihres E-Autos in Ihrem Alltag eingeschränkt sind, sollte die Batterie getauscht werden. Lassen Sie den Tausch immer von speziell geschulten KFZ-Mechatronikern in einer Fachwerkstatt durchführen. Um die Lebensdauer des Akkus möglichst hochzuhalten, haben wir ein paar Tipps für Sie, wie Sie Ihr E-Auto richtig laden.  

Wie werden E-Auto-Batterien vor dem Recycling richtig gelagert?

Bis die E-Auto-Batterie ins Recycling kommt oder zur Sammelstelle gebracht wird, muss sie korrekt verpackt und gelagert werden. Wichtig ist, dass der E-Auto-Akku nach dem Tausch geschützt und trocken gelagert wird, sodass keine hohen Temperaturunterschiede entstehen. Die Pole der Antriebsbatterie müssen abgeklebt werden, damit kein Kontakt entstehen und Ladungen abgegeben werden können. Bei einer längeren Lagerung ist ein Ladestand zwischen 40 – 50 Prozent ideal. Durch den mittleren und gleichmäßigen Ladestand werden die Zellen der Antriebsbatterie geschont. Besteht keine Absicht, den Akku wiederzuverwenden, sollte er schnell bei einer entsprechenden Sammelstelle abgegeben werden. Ist der Akku beschädigt, sollte er auf keinen Fall zu Hause gelagert werden. Anzeichen für Beschädigungen sind schnelles und häufiges Heißwerden beim Aufladen, ein beschädigtes oder verformtes Gehäuse, angelaufene Metallteile, Erwärmung der Batterie in abgeschaltetem Zustand oder das Auslaufen der Antriebsbatterie.

Für eine ausgetauschte E-Auto-Batterie sind Recycling und Second Life der richtige Weg, sie sollte nicht direkt entsorgt werden. Beim Akkutausch in der Werkstatt übernimmt diese die Weiterverwendung, das heißt die Antriebsbatterie wird bei Sammelstellen abgegeben oder die Werkstatt selbst nutzt sie im Second Life. Falls Sie den getauschten E-Auto-Akku zu Hause haben: Werfen Sie ihn nicht einfach in den Müll, sondern geben Sie ihn bei einer Sammelstelle ab.

Das Recycling von E-Auto-Batterien ist wichtig, denn es sind viele wertvolle Rohstoffe wie Lithium, Kobalt, Nickel, Graphit, Mangan enthalten. Für das Recycling gibt es kein festgelegtes Verfahren, verschiedene Unternehmen recyceln die Antriebsbatterien auf unterschiedliche Art und Weise. Am Ende haben sie aber alle das gleiche Ziel: Wiedergewinnung von Rohstoffen und Müllvermeidung. Bevor der E-Auto-Akku nach dem Tausch direkt ins Recycling geht, gibt es noch die Chance auf ein Second Life. Nachdem die Antriebsbatterie ca. 8 – 10 Jahre in einem Elektroauto zum Einsatz kam, kann sie immer noch für ca. 10 – 12 Jahre ein zweites Leben bekommen. Zum Beispiel kann sie als Stromspeicher für Photovoltaikanlagen genutzt werden oder als mobile Ladestation. Im Prinzip kann der ausgetauschte Akku an jeder beliebigen Stelle eingesetzt werden, an der ein Batteriespeicher notwendig ist – sofern die Kapazität für diesen Einsatz ausreicht. So kann ein E-Auto-Akku vor dem Recycling 20 Jahre lang genutzt werden. Eine direkte Entsorgung nach dem Akkutausch ist somit nicht notwendig und zudem der falsche Weg.