Liebherr （リープヘル）：2023年3月2日
2030年には、推定400万台の電気車両のバッテリーが耐用年数に達するでしょう。リチウムイオン電池には貴重な原材料が含まれており、それらをリサイクルすることは生態学的にも経済的にも理にかなっています。しかし、これまで、コンポーネントの分離は通常手動で行われるため、バッテリーシステムの分解は依然として複雑で高価でした。ここでLiebherr-Verzahntechnik GmbH（リープヘル歯車技術有限責任会社）の出番です。同社は、バッテリーパックの自動分解のための戦略とプロセスを開発しており、牽引バッテリーの循環経済全体を調査する連邦政府が資金を提供する研究プロジェクト「ZIRKEL」のパートナーです。
リチウムイオン車両用バッテリーは、総容量が元の容量（健康状態）の約70〜80%に達すると、循環から外れます。これらのバッテリーの大部分はリサイクルされ、原材料は新しいバッテリーの生産のために材料サイクルに戻されます。状態に応じて、古いバッテリーのごく一部は、バッテリー電気自動車（再製造）または固定バッテリーストレージシステムなどのセカンドライフアプリケーションで再利用されます。彼らが最終的に耐用年数の終わりに達したとき、新しいEUバッテリー規制は、新しい生産におけるリサイクルクォータと再利用された原材料の最小量を規定しています。業界は、特に将来的に返却されるバッテリーの量が大幅に増加するため、材料サイクルに戻すために可能な限り最も効率的なソリューションを見つける必要があります。目的は、閉じた製品ライフサイクルで材料を無制限に再利用して、プロセスチェーン全体に沿って持続可能なCO2ニュートラルなバッテリー生産を達成することです。これは、廃棄物や重要な一次材料への依存を最小限に抑えることを目的としています。
■自動化による高いリサイクル率
比較的少量が少なく、多様なメーカーや製品世代のバリエーションが多いため、多くの分解および再製造プロセスが今日でも手動で行われています。
「ここでは、バッテリーパックのリターンフローのバッチサイズ1についてほぼ話しています」と、Liebherrのオートメーションシステムの開発エンジニアであるJan Pollmann（ヤン・ポールマン ）は説明します。
高いリサイクル率を達成し、増加するリターン量を経済的に処理できるようにするには、プロセスを自動化する必要があります。もう1つの側面は、労働安全衛生です。自動分解は、従業員の健康と安全を確保し、高電圧、有害物質、火災リスクへの暴露を排除します。
■Liebherrは、バッテリーパックの自動分解プロセスを開発
ドイツ連邦教育研究省(BMBF)が資金を提供する「ZIRKEL」研究プロジェクトには、バッテリーのリサイクル管理全体を調査するための研究と産業からの学際的なコンソーシアムが含まれています。このプロジェクトの一環として、Liebherrはバッテリーパックの自動分解のための戦略とプロセスを開発しています。目的は、部品を機械的に分解して選別することにより、可能な限り高い割合の原材料を回収し、リサイクルすることです。貴重なコンポーネントまたは汚染物質を含むコンポーネントを早期に除去することにより、いわゆるブラックマス、つまりバッテリーを細断した後に残る原材料混合物のコストおよびエネルギー集約的なパイロおよび水冶金処理が削減されます。
■自動化の課題
さまざまなバッテリーに加えて、自動分解プロセスには他にも多くの課題があります。使用済みバッテリーは腐食、変形、または損傷する可能性があります。汚染されたコンポーネントは、ビジョンシステムが検出するのが難しい場合があります。シーラント、接着剤、または熱伝導ペーストは、時間の経過とともに一貫性と特性を変化させ、取り除くのが難しい場合があります。高電圧や有害物質などのリスクを考慮する必要があります。そして最後に、ケーブルや冷却ホースなどの柔軟な部品の分解を自動化することは困難です。
「原則として、確立されたアセンブリプロセスはここで逆方向に実行されますが、何倍も複雑です」と、Liebherrのオートメーションシステム担当プロダクトマネージャーであるViktor Bayrhof（ヴィクトル・バイルホフ ）は説明します。
■「ZIRKEL」共同プロジェクトのパイロットプラント
Liebherrの最初のパイロットプラントは、2023年7月にWolfsburg （ヴォルフスブルク）のオープンハイブリッドラボファクトリー研究キャンパスに設置されます。Liebherrは引き続きそこでプロジェクトを支援し、さらなるテストシリーズを実施します。結果は、リサイクル可能なバッテリー製品設計のための計画された業界ガイドラインに組み込まれます。
「自動化の分野におけるプロセスの専門知識を、この未来志向のプロジェクトに貢献できることを嬉しく思います」とJan Pollmann（ヤン・ポールマン ）は説明します。
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