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Vysoudil, Filip ; Hansen, Sönke ; Mennenga, Mark ; Fukuda, Maho ; Ohnemüller, Gregor ; Rüther, Tom ; Goers, Dietrich ; Koller, Jan ; Nikolowski, Kristian ; Rosemann, Bernd ; Wolter, Mareike ; Danzer, Michael A. ; Döpper, Frank ; Herrmann, Christoph ; Vietor, Thomas:
Procedure Model to Support the Recycling-Oriented Design of Lithium-Ion Batteries for Electric Vehicles.
In: Fukushige, Shinichi ; Kobayashi, Hideki ; Yamasue, Eiji ; Hara, Keishiro
(Hrsg.):
EcoDesign for Sustainable Products, Services and Social Systems I. -
Cham ; Singapore
: Springer
,
2024
. - S. 383-397
ISBN 978-981-99-3817-9
DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-99-3818-6_26
Volltext
Angaben zu Projekten
| Projekttitel: |
Offizieller Projekttitel Projekt-ID ReDesign – Entwicklung von Gestaltungsrichtlinien für die recyclinggerechte Konstruktion von Batteriesystemen im Kontext der Kreislaufwirtschaft 03XP0318C |
|---|---|
| Projektfinanzierung: |
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) |
Abstract
The ever-increasing complexity and design variability of modern lithium-ion batteries (LIBs) and battery systems prevent their cost-effective and efficient recycling. As a consequence, the generation of recyclates to competitive prices compared to virgin materials is currently impossible. This is troublesome as the extraction of the resulting demand for raw materials is associated with high environmental and social burdens. Additionally, the prospected increase in electric vehicle (EV) sales will further intensify this problem. In this context, the purposeful design of products has gained increasing interest, being a possibility to address issues regarding the recyclability of a product, already in its development. The challenge for an efficient and effective design for recycling approach is the complexity of a multitude of different, sometimes conflicting requirements, which have to be defined and regarded throughout the process. Therefore, methods and tools for an easily accessible overview of what needs to be addressed and proposals for specific courses of action are needed. In our work, we identify necessary elements and information-flows for the successful development of guidelines that enable the implementation of design for recycling strategies for LIBs. This is done by analysing currently applied recycling methods and the associated prevailing issues that partially result from current battery designs. Furthermore, already existing guidelines and development procedures for a recyclable design of LIBs are evaluated to identify, why their integration in the industry was not successful thus far.
Abstract in weiterer Sprache
Die zunehmende Komplexität und Designvariabilität moderner Lithium-Ionen-Batterien (LIB) und Batteriesysteme verhindern ein kostengünstiges und effizientes Recycling. Infolge ist die Erzeugung von Rezyklaten zu wettbewerbsfähigen Preisen im Vergleich zu Neuware aktuell unmöglich. Dies ist problematisch, da die Erfüllung des Rohstoffbedarfs mit hohen Umwelt- und Sozialbelastungen verbunden ist. Zusätzlich wird der zu erwartende Anstieg des Absatzes von Elektrofahrzeugen dieses Problem weiter verschärfen. In diesem Zusammenhang gewinnt das gezielte Design von Produkten an Interesse, da es eine Möglichkeit darstellt, Fragen der Recyclingfähigkeit eines Produkts bereits während der Produktentwicklung anzugehen. Die Herausforderung für ein effizientes und effektives Design für das Recycling liegt in der Komplexität einer Vielzahl unterschiedlicher, teils widersprüchlicher Anforderungen, die während des gesamten Prozesses definiert und berücksichtigt werden müssen. Daher werden Methoden und Werkzeuge benötigt, die einen leicht zugänglichen Überblick über die zu berücksichtigenden Anforderungen geben und Vorschläge für konkrete Vorgehensweisen liefern. Die Arbeit identifiziert notwendige Elemente und Informationsflüsse für die erfolgreiche Entwicklung von Leitlinien, welche die Umsetzung von Design for Recycling-Strategien für LIBs ermöglichen. Dies geschieht durch eine Analyse der derzeit angewandten Recyclingmethoden und der damit verbundenen Herausforderungen, die sich aus den aktuellen Batteriedesigns ergeben. Dazu werden die angewandten Recyclingverfahren und die damit verbundenen Herausforderungen, die sich teilweise aus den aktuellen Batteriedesigns ergeben, analysiert. Weiterhin werden bereits bestehende Richtlinien und Entwicklungsverfahren für ein recyclingfähiges Design von LIBs evaluiert, um herauszufinden, warum deren Integration in die Industrie bisher nicht erfolgreich war.