Batterierecycling: RWTH Aachen entwickelt vollautomatisierte Demontage für nachhaltige Kreislaufwirtschaft
Forscher der RWTH Aachen arbeiten an einer vollautomatisierten Anlage zur Batteriedemontage, die E-Auto-Batterien bis zur Modul-Ebene effizient zerlegt. Ab Oktober 2025 startet ein Projekt zur gezielten Reparatur einzelner defekter Zellen. Das innovative "Design for Dismantling"-Konzept soll bereits bei der Konstruktion das spätere Recycling berücksichtigen und wertvolle Materialien wie Nickel und Kobalt zurückgewinnen.
Autorin: Natalia Soldan, Leiterin der Forschungsgruppe „Circular Economy & Materials“, Lehrstuhl PEM, RWTH Aachen
Mit dem Hochlauf der Elektromobilität wächst die Zahl neu produzierter Batterien – und damit zwangsläufig auch die Menge ausgedienter Systeme. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Das wirft die Frage auf den Plan, wie Batterien sich am Ende ihres Lebenszyklus auf sichere und effiziente Weise zerlegen, reparieren und in den Kreislauf zurückführen lassen. Politische Leitplanken wie die EU-Batterieverordnung unterstreichen diesen Anspruch. Doch hat sich eine Recycling-Industrie noch gar nicht etabliert. Und jetzt?
Für eine vollautomatisierte Batteriezerlegung
Der erste und entscheidende Schritt für jegliche Recyclingprozesse ist die Demontage. Nur, wenn Batteriepacks bis auf die Modulebene zerlegt werden, lassen sich wertvolle Materialien sortenrein zurückgewinnen und in den anschließenden Prozessschritten gezielt weiterverarbeiten. Eine direkte Pack-Zerkleinerung würde zu einer Vermischung der Stoffe führen und die Qualität der Fraktionen erheblich verschlechtern. Gleichzeitig ist die Demontage mit spezifischen Risiken verbunden: Hochvoltbatterien können bei unsachgemäßer Handhabung schwere Verletzungen verursachen, beschädigte Zellen bergen Brandgefahr durch ein thermisches Durchgehen, und auslaufende Elektrolyte können toxische oder ätzende Stoffe freisetzen. Hinzu kommen mechanische Risiken für Personal und Anlagen – durch das Gewicht und die komplexe Bauweise der Systeme. Eine strukturierte, sichere und im besten Fall automatisierte Demontage ist daher für die Zukunft unverzichtbar.
Am Lehrstuhl PEM der RWTH Aachen wird deshalb an einer vollautomatisierten Demontage-Anlage geforscht, die unterschiedliche Batteriesystem-Typen effizient und kontrolliert bis auf die Modulebene zerlegen kann. Grundlage bildet eine digitale Produkt- und Prozessdatenbank, mit deren Hilfe sich Demontagestrategien an verschiedene Batterie-Architekturen anpassen lassen. Gleichzeitig fließen die gewonnenen Erkenntnisse in die Entwicklung künftiger Batteriesysteme zurück: Das Konzept eines „Design for Dismantling“ soll bereits in der Konstruktion verankert werden, um Recyclingprozesse von Beginn an zu erleichtern.
Projekt zum Austausch einzelner Zellen
Doch damit endet die Kreislaufwirtschaft nicht, denn: Häufig sind es nur einzelne Zellen, die zum Ausfall ganzer Module führen. Deren komplette Entsorgung ist also hochgradig unwirtschaftlich und ökologisch unhaltbar. Daher startet das PEM-Team im Oktober 2025 in ein neues Forschungsprojekt, das an Lösungen für reparierbare Batteriesysteme arbeitet. Neue Konstruktionsprinzipien, präzise Zustandsdiagnosen und sichere Methoden für den gezielten Austausch einzelner Zellen sollen die Lebensdauer von Batteriesystemen deutlich verlängern und somit Ressourcen schonen, Kosten senken und Emissionen reduzieren. Eine ökologische und ökonomische Bewertung begleitet das Vorhaben – unter anderem mit Unterstützung der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB –, um belastbare Entscheidungsgrundlagen für den industriellen Einsatz zu schaffen.
Weitere Forschung zur Materialverwertung
Am Ende ergibt das alles nur einen Sinn, wenn eine effiziente Wiederverwendung kritischer Materialien möglich ist. In einem weiteren Projekt gewinnt das RWTH-Team deshalb Aktivmaterialien wie Nickel, Kobalt, Mangan und Graphit sowie inaktive Komponenten wie Aluminium, Kupfer und Elektrolyte aus gebrauchten Batterien zurück, bereitet sie auf und testet sie in neuen Zellen. Im Fokus stehen dabei neben der Leistungsfähigkeit und Sicherheit der Zellen auch umfassende Lebenszyklus-Analysen und -kostenrechnungen. Ziel ist es, hohe Rezyklat-Anteile ohne Qualitätseinbußen zu erreichen und industriell umsetzbare Prozesse zu entwickeln, die den Anforderungen der EU-Batterieverordnung entsprechen.
Erst die Verknüpfung von Demontage, Reparatur und Wiederverwendung bildet tatsächlich ein geschlossenes Kreislaufkonzept, das auf der einen Seite technologische Lösungen liefert und auf der anderen neue Maßstäbe für den Umgang mit Batterien am Ende ihres Lebenszyklus setzt. Die Überzeugung des PEM-Teams: Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten wird brauchbare Perspektiven für eine industrielle Umsetzung hervorbringen, bei der Sicherheit, Ressourcenschonung und Wirtschaftlichkeit gleichermaßen berücksichtigt werden. „Gut für den Kreislauf“, sozusagen.
Natalia Soldan
Leiterin der Forschungsgruppe „Circular Economy & Materials“, Lehrstuhl PEM, RWTH Aachen
© PEM/RWTH Aachen
Weiterbildung zum Thema Batterie-Recycling
Der RWTH-Lehrstuhl PEM veranstaltet gemeinsam mit Campus Forum und mit der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB am 21. und 22. Oktober in Münster die ersten „Battery Production Days“ (BPD). Anmeldung und Programm: https://battery-production-days.de
Ebenso richten die Partner gemeinsam mit dem CARL der RWTH Aachen den „RWTH Aachen Campus“-Zertifikatskurs „Chief Battery Officer“ aus – im November 2025 erstmals in englischer Sprache.
Dieser Beitrag ist in CITplus 10/2025 erschienen
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