Automatisierte Laserbearbeitung für die zirkuläre Batterie-Wertschöpfung
Im neu gestarteten bilateralen Forschungsprojekt DigiBattCycle arbeitet die LTB Lasertechnik Berlin (Abteilung Laser-Mikrotechnologie / LMT) gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie an automatisierten, digital gestützten Prozessketten für die Wiederaufbereitung und das Recycling von EV-Batterien. Ein zentraler Pfeiler des Projekts ist die deutsch-südkoreanische Kooperation, um technologische Synergien zwischen beiden führenden Industriestandorten für eine globale Batterie-Kreislaufwirtschaft zu nutzen.
Moderne Cell-to-Pack-Architekturen nutzen hochfeste duroplastische Strukturklebstoffe, um maximale Betriebssicherheit und Crash-Festigkeit zu gewährleisten. Diese irreversiblen Polymernetzwerke stellen die Demontage am Lebensdauerende jedoch vor große Herausforderungen, da herkömmliche mechanische oder thermische Trennverfahren das Risiko von Zellbeschädigungen oder einem Thermal Runaway bergen.
Im Projektkonsortium konzentriert sich LTB auf automatisierte laserbasierte Verfahren, um diesen Zielkonflikt zwischen Nutzungssicherheit und Recyclingfähigkeit zu lösen. Durch den Einsatz kurzer und ultrakurzer Laserpulse werden organische Klebstoffschichten durch kontrollierte photothermische und thermomechanische Ablation (kalte Ablation) abgetragen. Das Verfahren minimiert die Wärmeeinflusszone drastisch und schützt temperaturempfindliche Batteriezellen zuverlässig vor thermischer Belastung.
Die zugrundeliegende Prozesstechnik adressiert zwei zentrale Schritte im Lebenszyklus der Batterie:
- Oberflächenkonditionierung vor dem Fügen: Eine laserinduzierte Mikrostrukturierung und chemische Aktivierung steigert die Oberflächenenergie gezielt und optimiert die Haftung, wodurch chemische Vorbehandlungen entfallen.
- Zerstörungsfreies Trennen: Eine integrierte optische Sensorik und Bildverarbeitung erkennt Fügestellen automatisch und ermöglicht einen schichtgenauen Abtrag zur stoffreinen Trennung komplexer Baugruppen und elektrischer Verbindungen.
Die Verbindung von optischer Analytik und Mikromaterialbearbeitung erweitert das Portfolio von LTB über einzelne Laserprozesse hinaus hin zu ganzheitlichen Automationslösungen für die nachhaltige Elektromobilität.
Wir danken allen internationalen Projektpartnern und freuen uns auf die enge Zusammenarbeit: der Universität Bayreuth, dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, ReLioS e.V., Dropslab Technologies S.à r.l. sowie den südkoreanischen Partnern Withforce Inc. und POEN Co., Ltd. Gemeinsam arbeiten wir an der Etablierung effizienter Prozesstechnologien für eine skalierbare Batterie-Kreislaufwirtschaft.