Was passiert mit der Batterie eines Elektroautos, wenn sie leer ist?

Als die ersten Elektroautos auf den Markt kamen, war die Batterie, die den Elektromotor antreibt, viel kleiner und weniger effizient als die in den heutigen E-Fahrzeugen eingebauten Einheiten. 

Der Nissan Leaf zum Beispiel kam 2010 mit einer 24-kWh-Batterie auf den Markt. Heutzutage sind Elektroautos weitaus fortschrittlicher und verfügen oft über größere Batterien mit enormer Kapazität - der Volkswagen ID 3 hat zum Beispiel eine 77-kWh-Batterie.

Die Batterie eines Elektrofahrzeugs unterscheidet sich nicht sehr von der Batterie auf der Rückseite Ihres Telefons oder Laptops, außer dass sie viel größer ist, länger hält und höhere Temperaturen aushalten kann.

Genau wie ein Smartphone verliert auch die Batterie eines Elektrofahrzeugs an Kapazität und erreicht schließlich das Ende ihrer Lebensdauer. Tatsächlich ist die Lebensdauer der Batterie eines Elektrofahrzeugs viel länger als die eines Smartphones: Sie hält normalerweise zwischen 10 und 20 Jahren. 

Aber was passiert mit der Batterie eines Elektrofahrzeugs, wenn sie das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat? Hier erfahren Sie, wie die Batterien von Elektroautos hergestellt werden, welche Materialien verwendet werden und wie die Batterie recycelt und für einen anderen Zweck wiederverwendet werden kann.

Woraus besteht eine EV-Batterie?

Die große Mehrheit der Elektroautos verwendet Lithium-Ionen-Batterien, die aus vier Hauptkomponenten bestehen: Kathode, Anode, Elektrolyt und Separator.

Diese Komponenten ermöglichen elektrochemische Reaktionen in der Batterie, die den Strom erzeugen, der an den Elektromotor für den Antrieb der Räder weitergeleitet wird. 

Die Batterie eines Elektroautos ist jedoch nicht nur eine große Einheit. Sie besteht aus Hunderten von Zellen, die zu einem Modul gruppiert und dann zu einem Batteriesatz zusammengefügt werden. 

Je mehr Zellen eine EV-Batterie hat, desto größer ist in der Regel ihre Kapazität und desto weiter kann sie mit einer Ladung fahren. 

Ein BMW i4 beispielsweise verwendet eine 83,9-kWh-Batterie, die sich aus vier Modulen mit 72 Zellen und drei Modulen mit 12 Zellen zusammensetzt. 

Neben Lithium werden in Elektroauto-Batterien auch teure Materialien wie Kobalt, Mangan und Nickel verwendet. Stahl und Aluminium werden häufig als Teil des Batteriegehäuses verwendet.   

Wie lange hält eine EV-Batterie?

Die Lebenserwartung einer EV-Batterie hängt von ihrer Größe und ihrem Typ ab, aber in der Regel sollte eine Lithium-Ionen-Batterie etwa 10-20 Jahre oder 100.000 Meilen halten. 

Die meisten E-Fahrzeuge können jedoch mehr als 100.000 Meilen zurücklegen, bevor die Batterie ausgetauscht werden muss. Sie müssen nur die Kleinanzeigen durchsuchen, um ein Elektroauto mit hoher Laufleistung zu finden, das weit über 100.000 Meilen zurückgelegt hat. Tesla selbst gibt an, dass seine Batterien bis zu 150.000 Meilen ohne Probleme durchhalten. 

Im Laufe der Zeit werden die Lithium-Ionen-Zellen in der Batterie nach Hunderten von Ladezyklen abgebaut. Tatsächlich verliert eine EV-Batterie jedes Jahr etwa 2 % ihrer Kapazität. 

Und auch wenn sich eine nachlassende Batterieleistung nicht auf die Leistungsfähigkeit eines Elektrofahrzeugs auswirkt, so wird doch die Reichweite verringert. 

Es gibt viele Möglichkeiten, den Batterieverschleiß zu begrenzen: Für die meisten ist es gängige Praxis, die Batterie nur zu 80 % aufzuladen, denn ein ständiges Aufladen zu 100 % führt zu einer schnelleren Abnutzung der Batterie. 

Gleichstrom-Schnellladegeräte sind zwar praktisch zum schnellen Aufladen unterwegs, verursachen aber aufgrund ihrer höheren Ausgangsgeschwindigkeit auch einen höheren Verschleiß. Langsameres Laden, z. B. mit einem 7-kW-Wallbox-Ladegerät für zu Hause, ist besser für die Gesundheit der Batterie. 

Auch die Erhaltung der Batterie ist wichtig, denn der Austausch eines vollen Akkus ist teuer. Der Preis für einen Ersatzakku hängt von seiner Kapazität ab. 

Welche Umweltauswirkungen hat die Produktion von Elektroautobatterien?

Die Edelmetalle, die für die Herstellung von Elektroauto-Batterien benötigt werden, werden häufig in komplexen und oft kostspieligen Prozessen aus der Erde geholt. 

Der Lithiumabbau ist ein sehr wasserintensiver Prozess, und einer Studie der Vereinten Nationen zufolge werden rund zwei Millionen Tonnen Wasser benötigt, um eine Tonne Lithium zu gewinnen. 

In Ländern wie Chile, in denen Lithium häufig abgebaut wird, wird mehr als die Hälfte des Wassers in der Region für die Lithiumgewinnung verwendet. 

Der Abbau von Metallen wie Nickel und Kobalt hat ebenfalls eine Reihe von Auswirkungen. In der Dominikanischen Republik Kongo - wo täglich riesige Mengen Kobalt abgebaut werden - wurden Ökosysteme zerstört, der Boden wurde degradiert und die Luft- und Wasserverschmutzung hat stark zugenommen. 

Die Nickelminen auf den Philippinen wurden geschlossen, um die durch das Verfahren verursachten Umweltschäden zu lindern. 

Der gesamte Herstellungsprozess von Elektrofahrzeugen erzeugt ebenfalls große Mengen an CO2: Polestar hat herausgefunden, dass der Bau einer seiner 2 Limousinen 24 Tonnen CO2e (CO2-Äquivalente) verursacht, während ein verbrennungsmotorisch angetriebener Volvo XC40 während seiner Produktion 14 Tonnen CO2e erzeugt.

Wenn ein Elektroauto das Werk verlässt, stößt es natürlich keine Auspuffgase aus, während ein Benzin- oder Dieselfahrzeug weiterhin CO2 produziert. Allerdings muss ein E-Fahrzeug eine beträchtliche Strecke zurücklegen, um die bei der Produktion entstehenden Emissionen auszugleichen. 

Kann eine Elektroauto-Batterie recycelt werden?

Die gute Nachricht ist, dass die meisten Materialien, die zur Herstellung einer Lithium-Ionen-Batterie verwendet werden, recycelt werden können und die Zellen im Inneren des Akkus für andere Zwecke wiederverwendet werden können. 

Die Fahrzeughersteller sind in der Lage, bis zu 90 % der Materialien in den Akkus zu recyceln. Metalle wie Lithium, Nickel, Kobalt und Mangan können alle recycelt und nach chemischer Aufbereitung wieder in der Batterieproduktion eingesetzt werden. 

Das Recyclingverfahren selbst ist kompliziert: Die Batterien müssen vollständig entladen sein, um Stromschläge bei der Demontage des Pakets zu vermeiden.

Abgesehen von den Materialien können die einzelnen Zellen auch recycelt und in anderen Bereichen eingesetzt werden. Jaguar zum Beispiel hat sich mit dem Generatorhersteller Pramac zusammengetan, um einen tragbaren Energiespeicher zu entwickeln, der mit gebrauchten I-Pace-Batterien betrieben wird. Die Zellen wurden aus I-Pace-Prototypfahrzeugen entnommen und dann in das Energiespeichersystem eingebaut. 

Nissan verwendet auch alte Leaf-Batterien und stellt aus den Zellen tragbare Akkus her, mit denen kleine Geräte und Apparate betrieben werden können.

Warum ist das Recycling von EV-Batterien so wichtig?

Wie wir bereits erwähnt haben, ist der Abbau von Rohstoffen wie Nickel, Kobalt und Lithium äußerst umweltschädlich, ganz zu schweigen von den Kosten und der Komplexität. 

Durch das Recycling einer Batterie und die Verwendung ihrer Materialien und Zellen für einen anderen Zweck wird der Bedarf an neuen Rohstoffen gesenkt. Durch das Recycling von Batterien werden nicht nur Materialien in den Kreislauf zurückgeführt, sondern auch die Auswirkungen auf die Umwelt verringert, da die Batterien nicht auf Mülldeponien landen. 

Regierungen und internationale Organisationen erkennen die Bedeutung des Batterierecyclings an und haben neue Vorschriften eingeführt, um Batterien nachhaltiger zu machen.

So hat die Europäische Union im vergangenen Jahr angekündigt, dass die Hersteller von Elektroauto-Batterien ab 2027 90 % und ab 2031 bis zu 95 % des darin verwendeten Nickels und Kobalts zurückgewinnen müssen. 

Außerdem müssen die Hersteller ab 2027 50 % des verwendeten Lithiums zurückgewinnen, was sich bis 2031 auf 80 % erhöht.