DE102024115878A1

DE102024115878A1 - Shredder, battery recycling plant, use and shredding process

Info

Publication number: DE102024115878A1
Application number: DE102024115878.6A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt Erfinder
Original assignee: Primobius GmbH
Current assignee: Primobius GmbH
Priority date: 2024-06-06
Filing date: 2024-06-06
Publication date: 2025-12-11

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zerkleinerer zum Zerkleinern einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls und/oder einer Traktionsbatterie aufweisend:- einen kastenartigen Rahmen, wobei der kastenartige Rahmen Seitenwände aufweist, die einen Kasten zur Aufnahme zumindest einer Zerkleinerungsstufe bilden, und- zumindest eine in dem kastenartigen Rahmen aufgenommene Zerkleinerungsstufe zum Zerkleinern einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls und/oder einer Traktionsbatterie,wobei die Seitenwände eine erste Seitenwand und eine gegenüber der ersten Seitenwand angeordnete zweite Seitenwand aufweisen, wobei von der ersten Seitenwand und der zweiten Seitenwand eine Aufnahmebreite des Zerkleinerers gebildet wird, undwobei die Aufnahmebreite größer oder gleich 600 mm ist, bevorzugt größer oder gleich 800 mm und besonders bevorzugt größer oder gleich 1.000 mm.The invention relates to a shredder for shredding a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery, comprising: - a box-like frame, wherein the box-like frame has side walls that form a box for receiving at least one shredding stage, and - at least one shredding stage received in the box-like frame for shredding a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery, wherein the side walls have a first side wall and a second side wall arranged opposite the first side wall, wherein the first side wall and the second side wall form a receiving width of the shredder, and wherein the receiving width is greater than or equal to 600 mm, preferably greater than or equal to 800 mm and particularly preferably greater than or equal to 1,000 mm.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zerkleinerer zum Zerkleinern einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls und/oder einer Traktionsbatterie.The invention relates to a shredder for shredding a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery.

Die Erfindung betrifft ferner eine Batterierecyclinganlage aufweisend einen Zerkleinerer zum Zerkleinern von Batteriezellen und/oder Batteriemodulen und/oder Traktionsbatterien.The invention further relates to a battery recycling plant comprising a shredder for shredding battery cells and/or battery modules and/or traction batteries.

Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung eines Zerkleinerers.The invention also relates to the use of a shredder.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch ein Zerkleinerungsverfahren zum Zerkleinern einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls und/oder einer Traktionsbatterie mit einem Zerkleinerer.The invention also relates to a comminution method for comminuting a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery using a chopper.

Gattungsgemäße Zerkleinerer sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt, etwa um verbrauchte Batterien bzw. Akkumulatoren zu zerkleinern und zu recyceln, sodass hierin verbaute Rohstoffe, wie insbesondere Kunststoffe, Eisenmetalle, Kupfer, Aluminium, Kobalt, Nickel, Mangan, Lithium, Graphit als Anodenwerkstoff, Metalloxide als Kathodenwerkstoffe, oder dergleichen zurückgewonnen und wieder verwertet werden können. Beispielsweise bestehen Batteriemodule zu ca. 50 % aus der sogenannten „Black Mass“, in welcher besonders wertvolle Rohstoffe gebunden sind, wobei die Black Mass im Wesentlichen aus feinem Graphit und Lithium-Metalloxid besteht, aber eben auch Nickel, Mangan, Kupfer und/oder Kobalt aufweist.Shredders of this type are already known from the prior art, for example, for shredding and recycling used batteries or accumulators, so that raw materials incorporated into them, such as plastics, ferrous metals, copper, aluminum, cobalt, nickel, manganese, lithium, graphite as anode material, metal oxides as cathode materials, or the like, can be recovered and reused. For example, battery modules consist of approximately 50% of the so-called "black mass," in which particularly valuable raw materials are bound. The black mass consists essentially of fine graphite and lithium metal oxide, but also contains nickel, manganese, copper, and/or cobalt.

Speziell die stetige Zunahme der Anzahl an Batterien, insbesondere an Traktionsbatterien, im Mobilitätssektor erfordert mittel- und langfristig ein verstärktes Recycling von verbrauchten Batterien, um die darin enthaltenen Rohstoffe möglichst vollständig wieder in den Materialkreislauf zurückführen zu können.The steady increase in the number of batteries, especially traction batteries, in the mobility sector necessitates, in the medium and long term, increased recycling of used batteries in order to return the raw materials they contain to the material cycle as completely as possible.

Insbesondere Traktionsbatterien existieren in der Regel als Verbund aus Batteriemodulen, welche wiederum aus einzelnen Batteriezellen bestehen, wobei die Batteriemodule oftmals jedoch derart aufgebaut sind, dass eine kontrollierte Demontage, zum Beispiel durch Lösen von Verschraubungen oder ähnlichem, praktisch nicht möglich ist oder vergleichsweise aufwändig ist. Zudem sind hinsichtlich der Traktionsbatterien sehr unterschiedliche Formate und/oder technische Ausgestaltungsformen handelsüblich, was das Handling von derartigen Traktionsbatterien zusätzlich erschwert.Traction batteries, in particular, typically exist as a combination of battery modules, which in turn consist of individual battery cells. However, the battery modules are often constructed in such a way that controlled disassembly, for example by loosening screws or similar mechanisms, is practically impossible or comparatively complex. Furthermore, a wide variety of formats and/or technical designs are commercially available for traction batteries, which further complicates their handling.

Insofern bietet sich ein Zerkleinern bzw. Schreddern zum Recyceln insbesondere von Traktionsbatterien mittels geeigneter Zerkleinerer an.Therefore, crushing or shredding is a suitable method for recycling, especially of traction batteries, using appropriate shredders.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, gattungsgemäße Zerkleinerer hinsichtlich Ihrer Einsatzbereitschaft weiterzuentwickeln.The invention aims to provide an improvement or an alternative to the prior art. In particular, the invention aims to further develop the operational readiness of shredders of this type.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch einen Zerkleinerer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Zerkleinerers sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen beschrieben.The problem underlying the present invention is solved by a shredder having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the shredder are described in the dependent claims.

Im Genaueren wird die Aufgabe nach einem ersten Aspekt der Erfindung von einem Zerkleinerer zum Zerkleinern einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls und/oder einer Traktionsbatterie gelöst, aufweisend einen kastenartigen Rahmen, wobei der kastenartige Rahmen Seitenwände aufweist, die einen Kasten zur Aufnahme zumindest einer Zerkleinerungsstufe bilden, und zumindest eine in dem kastenartigen Rahmen aufgenommene Zerkleinerungsstufe zum Zerkleinern einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls und/oder einer Traktionsbatterie, wobei die Seitenwände eine erste Seitenwand und eine gegenüber der ersten Seitenwand angeordnete zweite Seitenwand aufweisen, wobei von der ersten Seitenwand und der zweiten Seitenwand eine Aufnahmebreite des Zerkleinerers gebildet wird, wobei die Aufnahmebreite größer oder gleich 600 mm ist, bevorzugt größer oder gleich 800 mm und besonders bevorzugt größer oder gleich 1.000 mm.More precisely, the problem according to a first aspect of the invention is solved by a shredder for shredding a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery, comprising a box-like frame, wherein the box-like frame has side walls that form a box for receiving at least one shredding stage, and at least one shredding stage received in the box-like frame for shredding a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery, wherein the side walls comprise a first side wall and a second side wall arranged opposite the first side wall, wherein the first side wall and the second side wall form a receiving width of the shredder, wherein the receiving width is greater than or equal to 600 mm, preferably greater than or equal to 800 mm and particularly preferably greater than or equal to 1,000 mm.

Beträgt die Aufnahmebreite zwischen zwei sich flächig gegenüber liegenden Seitenwände ab 600 mm oder mehr, können insbesondere Traktionsbatterien mit erheblich weniger Demontageaufwand mittels des vorliegenden Zerkleinerers bearbeitet bzw. zerkleinert werden.If the width between two opposing side walls is 600 mm or more, traction batteries in particular can be processed or shredded with significantly less disassembly effort using the present shredder.

Entgegen der bisherigen Auffassung, dass bei einem gleichzeitigen Zerkleinern von mehreren Batteriezellen, insbesondere von mehreren zusammenhängenden Batteriezellen, zu schnell eine kritische Menge an Elektrolyt freigesetzt und hierdurch die Gefahr eines unerwünschten Brands an dem Zerkleinerer signifikant erhöht wird, ermöglicht es die vorliegende Erfindung eben dieses Zerkleinern von vielen Batteriezellen gleichzeitig, insbesondere von ganzen Traktionsbatterien.Contrary to the previous view that when several battery cells, especially several connected battery cells, are simultaneously crushed, a critical amount of electrolyte is released too quickly, thereby significantly increasing the risk of an unwanted fire at the crusher, the present invention enables precisely this crushing of many battery cells simultaneously, especially of entire traction batteries.

Somit schlägt die vorliegende Erfindung einen gänzlich anderen Lösungsansatz vor als bisher im Stand der Technik gelehrt ist, da bisher zu zerkleinernde Batteriemodule bzw. Traktionsbatterien im Vorfeld der Zerkleinerung so klein wie möglich zerlegt wurden.Thus, the present invention proposes a completely different approach than has been taught in the prior art, since previously battery modules or traction batteries to be shredded were broken down into the smallest possible pieces prior to shredding.

Für eine Anwendungsfälle kann es von Vorteil sein, wenn die Aufnahmebreite größer oder gleich 400 mm ist, bevorzugt größer oder gleich 500 mm beträgt. Allein hierdurch kann die Verarbeitung von Traktionsbatterien bzw. insbesondere von Batteriemodulen hiervon positiv vereinfacht werden.For certain applications, a clamping width of 400 mm or greater, preferably 500 mm or greater, can be advantageous. This alone can significantly simplify the processing of traction batteries, and especially battery modules thereof.

Vorliegend können bisherige Recycling-Verfahren jedoch wesentlich effektiver durchgeführt werden als bisher, insbesondere kann ein wesentlich höherer Stoffstrom pro Zeit recycelt werden.However, existing recycling processes can be carried out much more effectively than before; in particular, a significantly higher material flow can be recycled per unit of time.

Der Begriff „Stoffstrom“ erfasst im Sinne der Erfindung nicht nur einen Materialfluss hinsichtlich der eigentlichen Roh-, Wert- bzw. Abfallstoffe (Bestandteile der Batteriezellen und/oder Batteriemodule), sondern darüber hinaus auch Umgebungsluft, insbesondere den Sauerstoff hiervon, und/oder Betriebsstoffe, wie insbesondere dem Zerkleinerungsprozess zugesetzte Kühlflüssigkeiten, Schmierstoffe des Zerkleinerers oder dergleichen.For the purposes of the invention, the term "material flow" encompasses not only a material flow with regard to the actual raw materials, valuable materials or waste materials (components of the battery cells and/or battery modules), but also ambient air, in particular the oxygen contained therein, and/or operating materials, such as, in particular, cooling liquids added to the comminution process, lubricants of the shredder or the like.

Der Begriff „Aufnahmebreite“ beschreibt im Sinne der Erfindung zumindest den lichten Abstand zwischen zwei sich gegenüber liegenden Seitenwänden, mittels welchem entsprechend breite Traktionsbatterien oder Batteriemodule hiervon von dem Zerkleinerer betriebssicher aufgenommen und verarbeitet werden können.In the context of the invention, the term "collection width" describes at least the clear distance between two opposing side walls, by means of which correspondingly wide traction batteries or battery modules can be reliably received and processed by the shredder.

Um selbst leistungsstärkere Traktionsbatterien oder Batteriemodule hiervon ebenfalls ohne oder zumindest mit einem nur sehr geringen Demontageaufwand recyceln zu können, etwa von Nutzfahrzeugen, wie von elektrobetriebenen LKWs oder dergleichen, ist es vorteilhaft, wenn die vorliegende Aufnahmebreite größer oder gleich 1.200 mm beträgt.In order to be able to recycle even more powerful traction batteries or battery modules without or with very little disassembly effort, for example from commercial vehicles such as electric trucks or the like, it is advantageous if the available intake width is greater than or equal to 1,200 mm.

Selbst eine Aufnahmebreite größer oder gleich 1.400 mm erweist sich als zweckmäßig, da auch immer schwere Nutzfahrzeuge massenmarkttauglich werden, welche hohe elektrische Kapazitäten benötigen, um einen ganztätigen Betrieb betriebssicher ermöglichen zu können, insbesondere ohne Zwischenaufladung.Even a recording width greater than or equal to 1,400 mm proves to be useful, as increasingly heavy commercial vehicles are becoming suitable for the mass market, which require high electrical capacities to enable reliable operation all day, especially without intermediate charging.

Um selbst einen von größeren Traktionsbatterien anfallenden Stoffstrom noch betriebssicher mit dem vorliegenden Zerkleinerer handhaben zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Aufnahmebreite kleiner oder gleich 2.400 mm ist, bevorzugt kleiner oder gleich 2.000 mm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1.600 mm.In order to be able to reliably handle even a material flow originating from larger traction batteries with the present shredder, it is advantageous if the intake width is less than or equal to 2,400 mm, preferably less than or equal to 2,000 mm and particularly preferably less than or equal to 1,600 mm.

Da davon auszugehen ist, dass zukünftig immer leistungsstärkere Traktionsbatterien mit größeren Außenmaßen zum Einsatz gelangen werden, ist eine Aufnahmebreite von bis zu 3.000 mm vorteilhaft, um ein besonders breites Recycling-Portfolie mit nur einem einzigen Zerkleinerer abdecken zu können.Since it can be assumed that increasingly powerful traction batteries with larger external dimensions will be used in the future, a intake width of up to 3,000 mm is advantageous in order to be able to cover a particularly wide recycling portfolio with just a single shredder.

Die meisten massenmarktüblichen Traktionsbatterien können bisher sehr gut mit dem vorgeschlagenen Zerkleinerer zerkleinert werden, wenn der Zerkleinerer eine Aufnahmebreite von 1.400 mm oder kleiner aufweist.Most mass-market traction batteries can currently be shredded very well with the proposed shredder if the shredder has a working width of 1,400 mm or less.

Weist die zumindest eine Zerkleinerungsstufe zumindest eine Zerkleinerungswalze und zumindest eine Gegenstückstruktur auf, wobei die Zerkleinerungswalze in einem Wirkzusammenhang zu der zumindest einen Gegenstückstruktur steht, können Traktionsbatterien oder Batteriemodule bzw. Batteriezellen hiervon mechanisch besonders wirkungsvoll zerkleinert werden.If the at least one comminution stage has at least one comminution roller and at least one counterpart structure, wherein the comminution roller is in a functional relationship to the at least one counterpart structure, traction batteries or battery modules or battery cells can be comminutioned mechanically with particular effectiveness.

Hierbei ist es vorteilhaft, wenn sich die zumindest eine Zerkleinerungswalze mit ihrer Längserstreckung in Richtung der vorliegenden Aufnahmebreite erstreckt, insbesondere parallel zu der Aufnahmebreite angeordnet ist.It is advantageous if the at least one shredding roller extends with its longitudinal extent in the direction of the existing intake width, and in particular is arranged parallel to the intake width.

Alternativ kann die zumindest eine Zerkleinerungswalze anwendungsbedingt auch normal zu der Aufnahmebreite angeordnet sein.Alternatively, depending on the application, at least one shredding roller can also be arranged perpendicular to the intake width.

Ferner kann auch eine Mehrzahl an Zerkleinerungswalzen normal zur Aufnahmebreite angeordnet sein, insbesondere in einer Ebene, wodurch zweckmäßig eine Zerkleinerungsebene bzw. eine effiziente Zerkleinerungsquerschnittsfläche realisierbar ist.Furthermore, a plurality of shredding rollers can also be arranged perpendicular to the intake width, particularly in one plane, thereby advantageously creating a shredding plane or an efficient shredding cross-sectional area.

Um an dem vorliegenden Zerkleinerer Zerkleinerungseffekte über die gesamte Aufnahmebreite erzielen zu können, ist es besonders zweckmäßig, wenn die zumindest eine Zerkleinerungswalze eine Arbeitsbreite von größer oder gleich 600 mm aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 800 mm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 1.000 mm.In order to achieve comminution effects across the entire intake width of the present shredder, it is particularly advantageous if the at least one comminution roller has a working width of greater than or equal to 600 mm, preferably greater than or equal to 800 mm and particularly preferably greater than or equal to 1,000 mm.

Hierbei kann die Arbeitsbreite der zumindest einen Zerkleinerungswalze sogleich der vorliegenden Aufnahmebreite entsprechen, sodass die Arbeitsbreite und die Aufnahmebreite vorzugsweise identisch sind, beispielsweise 1.200 mm, 1.300 mm, 1.400 mm, 1.500 mm oder eben auch größer oder auch kleiner.In this case, the working width of at least one shredding roller can correspond directly to the existing intake width, so that the working width and the intake width are preferably identical, for example 1,200 mm, 1,300 mm, 1,400 mm, 1,500 mm or even larger or smaller.

Ferner können auf die zumindest eine Zerkleinerungswalze sowie auch deren Lagerungseinrichtungen, Antriebseinrichtungen oder dergleichen wirkenden Arbeitskräfte zu beherrscht werden, wenn die zumindest eine Zerkleinerungswalze eine Arbeitsbreite von kleiner oder gleich 2.400 mm aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 2.000 mm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 1.600 mm.Furthermore, the working forces acting on the at least one crushing roller as well as its bearing devices, drive devices or the like can be controlled if the at least one crushing roller has a working width of less than or equal to 2,400 mm, preferably less than or equal to 2,000 mm. and especially preferably of 1,600 mm or less.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Zerkleinerungsstufe zumindest einen Brecher aufweist, insbesondere einen Prallbrecher. Mittels eines derartigen Brechers können Traktionsbatterien bzw. Batteriemodule hiervon zusätzlich aufbrechen, wodurch der Zerkleinerer noch effektiver betrieben werden kann.Furthermore, it is advantageous if at least one shredding stage includes a crusher, particularly an impact crusher. Traction batteries or battery modules can then further break down the material using such a crusher, thereby increasing the efficiency of the shredder.

Insofern ist vorzugsweise ein derartiger Brecher zusätzlich zu der zumindest einen Zerkleinerungswalze in einer optimierten Zerkleinerungsstufe angeordnet.Therefore, preferably such a crusher is arranged in addition to the at least one crushing roller in an optimized crushing stage.

Mittels eines solchen Brechers kann die Traktionsbatterie bereits vor dem Erreichen einer Zerkleinerungswalze „aufgebrochen“ werden, etwa um ein hierin befindliches Elektrolyt vor dem weiteren Zerkleinern separieren zu können.Using such a crusher, the traction battery can be "broken up" before it reaches a crushing roller, for example to separate any electrolyte contained therein before further crushing.

Insbesondere Prallbrecher eignen sich besonders gut Spannungsspitzen an einem Gehäuse einer Traktionsbatterie zu erzeugen, wodurch das Material besonders gut aufgebrochen werden kann.Impact breakers are particularly well suited to generating voltage peaks on the housing of a traction battery, which makes it especially easy to break up the material.

Vorzugsweise ist die Bewegungsrichtung des Brechers derart gewählt, dass sich insbesondere hinsichtlich der Zerkleinerungsstufe vorteilhafte Synergien ergeben, wodurch ein effektiver Betrieb des vorliegenden Zerkleinerers, insbesondere hinsichtlich seiner Maschinenrichtung, besonders gut gewährleistet werden kann.Preferably, the direction of movement of the crusher is chosen such that advantageous synergies result, particularly with regard to the comminution stage, which ensures particularly good effective operation of the present crusher, especially with regard to its machine direction.

Jedenfalls ist der Brecher in Maschinenrichtung gesehen vor der Zerkleinerungswalze angeordnet.In any case, the crusher is positioned in front of the crushing roller when viewed in the direction of the machine.

Eine diesbezüglich vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass der Brecher eine Brecherarbeitsbreite von größer oder gleich 600 mm aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 800 mm und besonders bevorzugt von größer oder gleich 1.000 mm.One particularly advantageous embodiment provides that the crusher has a crusher working width of greater than or equal to 600 mm, preferably greater than or equal to 800 mm and particularly preferably greater than or equal to 1,000 mm.

Um auch größere Traktionsbatterien oder Batteriemodule hiervon bearbeiten zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Brecher eine Brecherarbeitsbreite von kleiner oder gleich 2.400 mm aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 2.000 mm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 1.600 mm, ähnlich wie vorstehend bereits hinsichtlich der Aufnahmebreite erläutert.In order to be able to process larger traction batteries or battery modules thereof, it is advantageous if the crusher has a crusher working width of less than or equal to 2,400 mm, preferably less than or equal to 2,000 mm and particularly preferably less than or equal to 1,600 mm, similar to the above explanation regarding the intake width.

Es versteht sich, dass die Aufnahmebreite des Zerkleinerers und/oder die Arbeitsbreite der zumindest einen Zerkleinerungswalze und/oder die Brecherarbeitsbreite des Brechers gleich sein können, so dass die einzelnen Breiten gut aufeinander abgestimmt sein können.It is understood that the intake width of the shredder and/or the working width of at least one shredding roller and/or the crusher working width of the crusher can be the same, so that the individual widths can be well matched to each other.

Anwenderspezifisch können diesbezüglich aber auch voneinander abweichende Breiten (Aufnahmebreite, Arbeitsbreite, Brecherarbeitsbreite) gewählt werden, wenn dies zweckdienlich erscheint.However, different widths (intake width, working width, crusher working width) can also be selected depending on the user, if this seems expedient.

Insofern können die hier genannten Breitenangaben auch auf die Aufnahmebreite und die Arbeitsbreite sowie die Brecherarbeitsbreite angewandt werden.Therefore, the width specifications mentioned here can also be applied to the intake width, the working width, and the crusher working width.

Um die Gefahr eines kritischen Brands an dem Zerkleinerer aufgrund des insbesondere erhöhten Stoffstroms dennoch signifikant reduzieren zu können, ist es ferner vorteilhaft, wenn der Zerkleinerer zumindest ein Verschlussmittel zur Reduktion eines Stoffstromes aufweist.In order to significantly reduce the risk of a critical fire at the shredder due to the particularly increased material flow, it is further advantageous if the shredder has at least one sealing device to reduce the material flow.

Dadurch, dass der Zerkleinerer zumindest ein Verschlussmittel aufweist, ist es möglich, eine Zufuhr eines Stoffstroms insbesondere aus zu zerkleinernden Batteriezellen und/oder Batteriemodulen in den Kasten des Zerkleinerers hinein nicht nur besonders schnell zu unterbrechen, sondern darüber hinaus können auch bereits in den Kasten des Zerkleinerers gelangte Batteriezellen und/oder Batteriemodule, insbesondere Traktionsbatterien, von der Umgebung des Zerkleinerers räumlich getrennt werden. Letzteres ist besonders vorteilhaft, um die Gefahr eines kritischen Brandes innerhalb des Kastens schnellstmöglich unter Kontrolle zu bringen.Because the shredder has at least one sealing device, it is possible not only to interrupt the flow of material, particularly from battery cells and/or battery modules to be shredded, into the shredder housing very quickly, but also to spatially separate battery cells and/or battery modules, especially traction batteries, that have already entered the shredder housing from the surrounding area. The latter is particularly advantageous for bringing the risk of a critical fire inside the housing under control as quickly as possible.

Die Gefahr eines Brandes bei dem eigentlichen Zerkleinerungsprozess ist nicht zu unterschätzen, da sich Batteriezellen bzw. Batteriemodule, insbesondere Traktionsbatterien, vor der Bearbeitung mittels des Zerkleinerers meistens nie hinreichend elektrisch entladen lassen oder der Aufwand vergleichsweise hoch ist. Eine unangenehme Eigenschaft derartiger Batteriezellen bzw. Batteriemodule ist es, dass eine vollständige Entladung nur sehr zeitaufwendig möglich ist und die Batteriezellen bzw. Batteriemodule nach einem Entladungszyklus nach kurzer Zeit wieder Spannung aufweisen, also weiterhin einen Ladungszustand besitzen.The risk of fire during the actual shredding process should not be underestimated, as battery cells or modules, especially traction batteries, can usually never be sufficiently discharged before being processed with the shredder, or the effort required is comparatively high. An undesirable characteristic of such battery cells or modules is that complete discharge is very time-consuming, and the cells or modules regain voltage after a short time after a discharge cycle, meaning they still retain some charge.

Dies führt nahezu immer dazu, dass nicht vollständig entladene Batteriezellen bzw. Batteriemodule, insbesondere Traktionsbatterien, beim Zerkleinern einen Kurzschluss bedingen, wobei sich durch die hierbei hervorgerufene Hitzeentwicklung insbesondere das Elektrolyt und letztendlich auch die Black Mass entzünden kann; mit der Folge von unvorhersehbaren Verpuffungen bis hin zu Bränden. In diesem Zusammenhang ist ebenfalls nicht zu vernachlässigen, dass insbesondere der Black Mass zudem etliches Potential an chemischer Energie innewohnt.This almost always leads to a short circuit when partially discharged battery cells or modules, especially traction batteries, are shredded. The resulting heat can ignite the electrolyte and ultimately the black mass, leading to unpredictable explosions and even fires. It should also be noted that the black mass contains a considerable amount of chemical energy.

Durch das Vorhandensein des zumindest einen Verschlussmittels lassen sich Brände über den Kasten des Zerkleinerers hinaus wirkungsvoll verhindern und auf den Bereich des Kastens räumlich eindämmen. Insofern ist es möglich, auf ein oftmals mehrstufiges Entladen von Batterien, insbesondere von Traktionsbatterien, zu verzichten, wodurch sich ein Recyclingprozess vorteilhaft vereinfachen lässt.The presence of at least one sealing device effectively prevents fires from spreading beyond the shredder's housing and confines them to the area within the housing. This eliminates the need for the often multi-stage discharging of batteries, particularly traction batteries, thus significantly simplifying the recycling process.

Besonders durch eine geeignete Kapselung des Kastens gegenüber der Umgebungsluft mittels des zumindest einen Verschlussmittels wird einerseits eine besonders schnelle Bekämpfung eines Brandes unterstützt. Andererseits kann das zumindest eine Verschlussmittel einen Austritt von Gasen oder dergleichen in die Umgebung verhindern, sodass ein Abströmen ggf. gesundheitsschädlicher Abgase an die Umgebung verhindert oder vermindert werden kann. Particularly through suitable encapsulation of the box from the ambient air by means of at least one sealing device, a particularly rapid fire suppression is facilitated. Furthermore, the sealing device can prevent the escape of gases or similar substances into the environment, thus preventing or reducing the release of potentially harmful exhaust gases into the surroundings.

Ebenfalls kann mittels eines geeignet ausgebildeten Verschlussmittels ein unerwünschter Austritt an Flüssigkeiten, wie eventuell von in Batterien verbliebenen Betriebsstoffen; Kühlflüssigkeiten, Löschmitteln oder ähnlichem vermieden oder zumindest verringert werden.Likewise, an undesirable leakage of liquids, such as operating fluids remaining in batteries, coolants, extinguishing agents or similar substances, can be avoided or at least reduced by means of a suitably designed sealing device.

Jedenfalls ist mittels des vorgeschlagenen Verschlussmittels der Zerkleinerer selbst, aber speziell auch die Umgebung um den Zerkleinerer herum signifikant besser gegenüber kritischen Eskalationsszenarien infolge des Zerkleinerungsprozesses von Batterien bzw. Batteriemodulen bzw. Batteriezellen geschützt.In any case, the proposed sealing device significantly improves the protection of the shredder itself, but especially also the area around the shredder, against critical escalation scenarios resulting from the shredding process of batteries or battery modules or battery cells.

Der Zerkleinerer kann hierbei unterschiedlich konstruiert sein.The shredder can be designed in different ways.

Bevorzugt besitzt der Zerkleinerer eine Maschinenrichtung, in welcher der Stoffstrom gefördert wird, deren Vertikalkomponente größer ist als deren Horizontalkomponente, sodass der Stoffstrom überwiegend Schwerkraft bedingt erfolgen kann.Preferably, the shredder has a machine direction in which the material flow is conveyed, the vertical component of which is greater than its horizontal component, so that the material flow can be predominantly gravity-driven.

Darüber hinaus ist der Zerkleinerer durch das zumindest eine Verschlussmittel dazu eingerichtet, ganze Batterien, wie Lithiumbatterien, insbesondere Traktionsbatterien, zu zerkleinern, und nicht nur deren Batteriemodule oder Batteriezellen.Furthermore, the shredder is equipped by means of at least one sealing device to shred entire batteries, such as lithium batteries, especially traction batteries, and not just their battery modules or battery cells.

Somit können arbeitsintensive und zeitraubende Vorarbeiten zum Extrahieren von Batteriezellen und/oder Batteriemodulen aus Batteriegehäusen, oder dergleichen, idealerweise vollständig entfallen oder zumindest signifikant reduziert werden.This means that labor-intensive and time-consuming preliminary work for extracting battery cells and/or battery modules from battery housings, or the like, can ideally be completely eliminated or at least significantly reduced.

Der Begriff „Kasten“ beschreibt vorliegend im Wesentlichen einen zumindest teilweise gegenüber der Umgebung des Zerkleinerers räumlich getrennten Arbeitsraum des Zerkleinerers, in welchem sich geeignete Einrichtungen zum Zerkleinern von Batterien oder deren Funktionsbauteilen, wie etwa Batteriezellen und/oder Batteriemodule, angeordnet befinden.The term "box" essentially describes a working area of the shredder that is at least partially spatially separated from the surroundings of the shredder, in which suitable equipment for shredding batteries or their functional components, such as battery cells and/or battery modules, is arranged.

Der Kasten weist hierbei zumindest eine Zufuhr zum Zuführen des Stoffstroms und zumindest eine Abfuhr zum Abführen des bearbeiteten Stoffstroms auf.The box has at least one inlet for supplying the material flow and at least one outlet for removing the processed material flow.

Der Zerkleinerer kann im Sinne der Erfindung eine einzige Zerkleinerungsstufe umfassen, weist bevorzugt aber mehrere Zerkleinerungsstufen auf, welche in Maschinenrichtung sequentiell hintereinander angeordnet sind und von dem Stoffstrom durchströmt bzw. durchlaufen werden.The shredder can, according to the invention, comprise a single shredding stage, but preferably has several shredding stages which are arranged sequentially one after the other in the machine direction and are passed through by the material flow.

Die Zerkleinerungsstufen, beispielsweise zwei, drei, vier oder gegebenenfalls auch mehr Zerkleinerungsstufen, sind in dem Kasten des Zerkleinerers verortet und dementsprechend mit dem Arbeitsraum gegenüber der Umgebung räumlich separiert.The shredding stages, for example two, three, four or possibly more shredding stages, are located in the housing of the shredder and are therefore spatially separated from the surroundings and the work area.

Die Zerkleinerungsstufen können hierbei hinsichtlich der Maße und/oder der Leistung gleich oder unterschiedlich groß dimensioniert sein und auch unterschiedliche Zerkleinerungseinrichtungen aufweisen, welche gleich oder verschieden wirken, und/oder wiederum unterschiedlich dimensioniert sein können.The comminution stages can be of the same or different sizes with regard to dimensions and/or performance, and can also have different comminution devices which may function in the same or different ways, and/or may again be of different dimensions.

Hierbei können gleiche oder unterschiedlich dimensionierte bzw. konstruierte Zerkleinerungseinrichtungen einer Zerkleinerungsstufe zugeordnet sein.In this process, the same or differently dimensioned or constructed comminution devices can be assigned to a comminution stage.

Vorzugsweise weist ein Zerkleinerer eine erste Zerkleinerungsstufe und eine zweite Zerkleinerungsstufe auf, wobei die zweite Zerkleinerungsstufe in Maschinenrichtung hinter der ersten Zerkleinerungsstufe angeordnet ist. Hierbei kann die erste Zerkleinerungsstufe als Grobzerkleinerungsstufe und die zweite Zerkleinerungsstufe als Feinzerkleinerungsstufe vorgesehen sein, wobei designiert die Feinzerkleinerungsstufe verlassende Teilchen der Batteriezelle und/oder des Batteriemoduls im Mittel kleiner sind als diejenigen, welche im Mittel die Grobzerkleinerungsstufe verlassen. Vorzugsweise kann eine dritte in Maschinenrichtung der zweiten Zerkleinerungsstufe nachgelagerte Zerkleinerungsstufe als Feinstzerkleinerungsstufe ausgebildet sein, wobei die designiert die Feinstzerkleinerungsstufe verlassende Teilchen der Batteriezelle und/oder des Batteriemoduls im Mittel kleiner sind als diejenigen, welche im Mittel die Feinzerkleinerungsstufe verlassen.Preferably, a shredder comprises a first shredding stage and a second shredding stage, the second shredding stage being arranged downstream of the first shredding stage in the machine direction. The first shredding stage can be designated as a coarse shredding stage and the second as a fine shredding stage, wherein the particles of the battery cell and/or battery module exiting the fine shredding stage are, on average, smaller than those exiting the coarse shredding stage. Preferably, a third shredding stage downstream of the second shredding stage in the machine direction can be configured as an ultra-fine shredding stage, wherein the particles of the battery cell and/or battery module exiting the ultra-fine shredding stage are, on average, smaller than those exiting the ultra-fine shredding stage.

Eine Zerkleinerungseinrichtung kann beispielsweise eine Zerkleinerungswalze aufweisen, welche mit einer geeigneten Gegenstückstruktur wechselwirkt. Eine solche Gegenstückstruktur kann ein feststehendes Bauteil umfassen, mit welchem die Zerkleinerungswalze kämmt. Das feststehende Bauteil kann hierbei zumindest mittelbar ortsfest an dem kastenartigen Rahmen des Zerkleinerers angeordnet sein. Oder die Zerkleinerungseinrichtung kann als Gegenstückstruktur eine korrespondierende Zerkleinerungswalze umfassen, also zwei oder auch mehr miteinander kämmende Zerkleinerungswalzen aufweisen, insbesondere paarweise miteinander kämmende Zerkleinerungswalzen, welche etwa gegenläufig angetrieben sind.A shredding device may, for example, include a shredding roller, which interacts with a suitable counterpart structure. Such a counterpart structure can comprise a stationary component with which the shredding roller meshes. The stationary component can be at least indirectly fixed to the box-like frame of the shredder. Alternatively, the shredding device can comprise a corresponding shredding roller as a counterpart structure, i.e., it can have two or more meshing shredding rollers, in particular pairs of meshing shredding rollers which are driven in opposite directions.

Auch die Zerkleinerungswalzen können hierbei unterschiedlich konstruiert sein, beispielsweise als Schneidwalzen, welche einkämmend scherend oder dergleichen miteinander wechselwirken. Insbesondere mittels Scherbewegungen können gute Zerkleinerungsergebnisse erzielt werden.The shredding rollers can also be designed differently, for example as cutting rollers that interact in a shearing or intermeshing manner. Particularly good shredding results can be achieved through shearing movements.

Zerkleinerungswalzen können hierbei mit Zerkleinerungsstrukturen, wie etwa Zerkleinerungszähnen oder ähnlichem, versehen sein.Shredding rollers can be equipped with shredding structures, such as shredding teeth or similar.

Des Weiteren weist der Zerkleinerer bevorzugt eine Flüssigkeitskühlung auf, wobei eine geeignete Flüssigkeit, wie Wasser, zum Kühlen des Stoffstroms während des Zerkleinerns und/oder zum Auswaschen der Black Mass verwendet wird.Furthermore, the crusher preferably has liquid cooling, wherein a suitable liquid, such as water, is used to cool the material flow during crushing and/or to wash out the black mass.

Jedenfalls betrifft die Erfindung auch einen Zerkleinerer zum Zerkleinern von Batterien, insbesondere Traktionsbatterien, und/oder Funktionskomponenten hiervon, wie Batteriezellen und/oder Batteriemodulen, wobei der Zerkleinerer sich durch eine mechanisch wirkende Brandschutzeinrichtung auszeichnet, welche mit zumindest einem Verschlussmittel dazu eingerichtet ist, den einen Arbeitsraum des Kastens des Zerkleinerers gegenüber der Umgebung des Zerkleinerers zusätzlich räumlich zu isolieren.In any case, the invention also relates to a shredder for shredding batteries, in particular traction batteries, and/or functional components thereof, such as battery cells and/or battery modules, wherein the shredder is characterized by a mechanically acting fire protection device which is equipped with at least one closing means to additionally spatially isolate one working space of the shredder's housing from the surroundings of the shredder.

Ist das zumindest eine Verschlussmittel als Schieber ausgeführt, kann der Zerkleinerer hinsichtlich einer diesbezüglichen Verschlusseinrichtung baulich einfach realisiert werden.If at least one closure device is designed as a slide, the shredder can be easily implemented in terms of its construction with regard to a corresponding closure device.

Bevorzugt ist das zumindest eine Verschlussmittel linear verschieblich gelagert, sodass das zumindest eine Verschlussmittel insofern eine translatorische Schließ- bzw. Öffenbewegungsrichtung aufweist. Lineare Schließ- bzw. Öffenbewegungsrichtung können konstruktiv robust und damit sehr ausfallsicher gebaut werden, sodass eine entsprechende Verschlusseinrichtung selbst bei hohen Temperaturen infolge eines Brands immer noch zuverlässig funktioniert.Preferably, at least one locking element is mounted to be linearly displaceable, so that it exhibits a translational closing or opening movement direction. Linear closing and opening movements can be designed to be robust and therefore highly reliable, ensuring that the corresponding locking device continues to function reliably even at high temperatures resulting from a fire.

Alternativ kann das zumindest eine Verschlussmittel aber auch um eine Drehachse schwenkbar gelagert sein, um an dieser Stelle nur noch eine weitere Ausführungsvariante beispielhaft zu nennen.Alternatively, at least one locking device can also be mounted to pivot around a rotary axis, to name just one further design variant as an example.

Ist das zumindest eine Verschlussmittel in designierter Förderrichtung der zumindest einen Batteriezelle und/oder des zumindest einen Batteriemoduls, insbesondere der Traktionsbatterie, oberhalb der zumindest einen Zerkleinerungswalze angeordnet, kann die Zufuhr eines Stoffstroms zu einer Zerkleinerungsstufe technisch einfach und unverzüglich unterbrochen werden. If at least one sealing device is arranged in the designated conveying direction of the at least one battery cell and/or the at least one battery module, in particular the traction battery, above the at least one comminution roller, the supply of a material flow to a comminution stage can be interrupted technically simply and immediately.

Beispielsweise kann ein derart angeordnetes Verschlussmittel als Funktionsbauteil einer Chargiereinrichtung zum gezielten beschicken des Zerkleinerers mit dem Stoffstrom verwendet werden.For example, such a closure device can be used as a functional component of a charging device for the targeted feeding of the material stream into the shredder.

Darüber hinaus kann im Falle eines Brands des Stoffstroms innerhalb des Kastens dessen Ausbreitung auf stromauf befindliche Batteriezelle und/oder Batteriemodule der Traktionsbatterie wirkungsvoll vermieden werden. Dies ist insbesondere von großem Vorteil bei vertikal verlaufender Maschinenrichtung, wenn beispielsweise mehrere Zerkleinerungsstufen vertikal übereinander angeordnet sind.Furthermore, in the event of a fire within the material flow inside the box, its spread to upstream battery cells and/or battery modules of the traction battery can be effectively prevented. This is particularly advantageous with a vertical machine orientation, for example, when several shredding stages are arranged vertically one above the other.

Kumulativ oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine Verschlussmittel in designierter Förderrichtung der zumindest einen Batteriezelle und/oder des zumindest einen Batteriemoduls unterhalb der zumindest einen Zerkleinerungswalze angeordnet ist. Durch ein derart angeordnetes Verschlussmittel gelingt auch ein Schutz von nachgelagerten Komponenten, beispielsweise einer weiteren Zerkleinerungsstufe, vor brennenden Bestandteilen des Stoffstrom, insbesondere der zumindest einen Batteriezelle und/oder des zumindest einen Batteriemoduls.Alternatively or cumulatively, it is advantageous if the at least one sealing device is arranged in the designated conveying direction of the at least one battery cell and/or the at least one battery module below the at least one shredding roller. A sealing device arranged in this way also protects downstream components, such as a further shredding stage, from flammable components of the material stream, in particular from the at least one battery cell and/or the at least one battery module.

An dem Zerkleinerer kann die Betriebssicherheit weiter erhöht werden, wenn zumindest ein erstes und zumindest ein zweites Verschlussmittel in Förderrichtung der Batteriezelle und/oder des Batteriemoduls oberhalb der zumindest einen Zerkleinerungswalze angeordnet sind.The operational safety of the shredder can be further increased if at least one first and at least one second sealing means are arranged in the conveying direction of the battery cell and/or battery module above the at least one shredding roller.

Hierdurch kann eine Redundanz hinsichtlich der Verschlussmittel geschaffen werden, wodurch die Betriebssicherheit an dem entsprechend ausgerüsteten Zerkleinerer nochmals erhöht werden kann.This allows for redundancy regarding the sealing means, which can further increase operational reliability on the appropriately equipped shredder.

Es ist jedoch auch vorteilhaft, wenn beispielsweise ein erstes, der Zerkleinerungswalze zugewandtes Verschlussmittel besonders feuerfest und somit hitzebeständig ausgebildet ist, während ein zweites, der Zerkleinerungswalze abgewandtes Verschlussmittel besonders luft- bzw. rauchdicht ausgestaltet ist.However, it is also advantageous if, for example, a first sealing element facing the crushing roller is designed to be particularly fire-resistant and thus heat-resistant, while a second sealing element facing away from the crushing roller is designed to be particularly fire-resistant and thus heat-resistant. The sealing device is designed to be particularly airtight and/or smoke-tight.

An dem Zerkleinerer kann besonders vorteilhaft auch eine Schleuseneinrichtung realisiert werden, wenn das erste Verschlussmittel in Förderrichtung der Batteriezelle und/oder des Batteriemoduls oberhalb des zweiten Verschlussmittels angeordnet ist und wobei der Zerkleinerer einen Aufnahmeraum zur Aufnahme zumindest einer Batteriezelle und/oder zumindest eines Batteriemoduls zwischen dem ersten und dem zweiten Verschlussmittel aufweist.A locking device can also be advantageously implemented on the shredder if the first sealing means is arranged above the second sealing means in the conveying direction of the battery cell and/or the battery module and the shredder has a receiving space for receiving at least one battery cell and/or at least one battery module between the first and the second sealing means.

Hierdurch kann ein Weiterbetrieb des Zerkleinerers selbst dann noch betriebssicher gewährleistet werden, wenn in der Kammer des Zerkleinerers, also dem eigentlichen Arbeitsraum, in welchem eine oder mehrere Zerkleinerungsstufen arbeitend angeordnet sind, der Stoffstrom entzündet ist und insbesondere die Black Mass bereits brennt.This ensures that the continued operation of the shredder can be guaranteed even if the material flow in the shredder chamber, i.e. the actual working space in which one or more shredding stages are arranged, is ignited and, in particular, the black mass is already burning.

Zweckmäßig ist es auch, wenn der Zerkleinerer zumindest zwei in dem kastenartigen Rahmen aufgenommene Zerkleinerungsstufen aufweist, wobei ein Verschlussmittel zwischen einer ersten Zerkleinerungsstufe und/oder einer zweiten Zerkleinerungsstufe angeordnet ist.It is also advantageous if the shredder has at least two shredding stages housed in the box-like frame, with a sealing means arranged between a first shredding stage and/or a second shredding stage.

Hierdurch kann eine räumliche Trennung zwischen den einzelnen Zerkleinerungsstufen realisiert werden, wodurch die vorstehend beschriebenen Effekte und Vorteile auch hinsichtlich der einzelnen in der Kammer angeordneten Zerkleinerungsstufen erzielt werden kann.This allows for a spatial separation between the individual comminution stages, thereby achieving the effects and advantages described above with regard to the individual comminution stages arranged in the chamber.

So können beispielsweise Zerkleinerungsstufen selbst dann noch in der Kammer des Zerkleinerers weiter betrieben werden, wenn sich im Bereich einer unmittelbar benachbarten Zerkleinerungsstufe der Stoffstrom entzündet hat und eventuell hierbei bereits ein kritisches Brandniveau erreicht hat, bei welchem der Betrieb herkömmlicher Zerkleinerer bereits insgesamt eingestellt hätte werden müssen.For example, comminution stages can continue to be operated in the chamber of the shredder even if the material flow in an immediately adjacent comminution stage has ignited and may already have reached a critical fire level at which the operation of conventional shredders would have had to be completely stopped.

Vorteilhaft ist dies insbesondere hinsichtlich drei oder mehr Zerkleinerungsstufen, da hierbei zwei oder mehr Zerkleinerungsstufen unvermindert betriebsbereit sind.This is particularly advantageous with regard to three or more shredding stages, as two or more shredding stages remain fully operational.

Ist das zumindest eine Verschlussmittel im geschlossenen Zustand fluiddicht ausgeführt, kann eine unerwünschte Ausbreitung beispielsweise von Kühlflüssigkeiten, insbesondere von kontaminierten Flüssigkeiten oder in Brand geratenden Flüssigkeiten, oder dergleichen etwa auf benachbarte Zerkleinerungsstufen verhindert bzw. zumindest eingedämmt werden. Dies ist bei einer eher vertikal verlaufenden Maschinenrichtung hinsichtlich stromab angeordneter Zerkleinerungsstufen vorteilhaft.If at least one sealing element is designed to be fluid-tight in the closed state, the unwanted spread of, for example, cooling fluids, especially contaminated or flammable liquids, or the like, to adjacent comminution stages can be prevented or at least contained. This is advantageous when the machine is oriented more vertically with respect to downstream comminution stages.

Hinsichtlich eines im geschlossenen Zustand fluiddicht ausgeführten Verschlussmittels, welches eher stromauf angeordnet ist, etwa zuführseitig des Kastens, kann es vorteilhaft sein, dass hierdurch ein unerwünschter Austritt von kontaminierter Luft bzw. Gasen verhindert werden kann.With regard to a sealing device that is fluid-tight in the closed state and is arranged more upstream, for example on the supply side of the box, it can be advantageous that this prevents an unwanted escape of contaminated air or gases.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn das zumindest eine Verschlussmittel zumindest mittelbar hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder elektrisch verfahrbar ist.It is also advantageous if at least one of the closure devices can be moved at least indirectly hydraulically and/or pneumatically and/or electrically.

Hierdurch kann das Verschlussmittel automatisiert oder zumindest teilautomatisiert betätigt werden, wodurch eine einfache und schnelle Betätigung des zumindest einen Verschlussmittels gewährleistet werden kann. Beispielsweise kann hierdurch eine sensorgesteuerte Betätigung des zumindest einen Verschlussmittels bewerkstelligt werden.This allows the locking device to be actuated automatically or at least semi-automatically, thus ensuring simple and quick operation of at least one locking device. For example, this enables sensor-controlled actuation of at least one locking device.

Die Automation oder Teilautomation zumindest eines Verschlussmittels erlaubt die Ausführung von automatisierten oder teilautomatisierten Sicherheitsverfahren, bei welchen das Öffnen und/oder Schließen eines Verschlussmittels Bestandteil ist.The automation or partial automation of at least one locking device allows the execution of automated or semi-automated security procedures in which the opening and/or closing of a locking device is a component.

Besonders betriebssicher kann die Funktion des zumindest eine Verschlussmittels realisiert werden, wenn das zumindest eine Verschlussmittel federkraftbelastet ist.The function of at least one locking device can be realized in a particularly reliable manner if the at least one locking device is spring-loaded.

So kann das zumindest eine Verschlussmittel selbst dann noch aktiviert werden, wenn die zuvor genannten hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder elektrischen Antriebe ausfallen, wodurch die Betriebssicherheit an dem Zerkleinerer nochmals erhöht werden kann.This means that at least one sealing device can still be activated even if the aforementioned hydraulic and/or pneumatic and/or electrical drives fail, thereby further increasing the operational reliability of the shredder.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Batterierecyclinganlage mit den Merkmalen von Anspruch 19 gelöst.The problem underlying the present invention is further solved by a battery recycling plant with the features of claim 19.

Im Genaueren wird die Aufgabe nach einem zweiten Aspekt der Erfindung von einer Batterierecyclinganlage gelöst, aufweisend einen zum Zerkleinern von Batteriezellen und/oder Batteriemodulen und/oder Traktionsbatterien vorgesehenen Zerkleinerer gemäß zumindest einem der hier beschriebenen Merkmale.More precisely, according to a second aspect of the invention, the problem is solved by a battery recycling plant comprising a shredder designed for shredding battery cells and/or battery modules and/or traction batteries according to at least one of the features described herein.

Weist die Batterierecyclinganlage einen gemäß der Erfindung ausgerüsteten Zerkleinerer auf, kann die Betriebssicherheit an der gesamten Anlage signifikant verbessert werden.If the battery recycling plant has a shredder equipped according to the invention, the operational safety of the entire plant can be significantly improved.

Insbesondere kann die Batterierecyclinganlage für die Verarbeitung von ganzen Batteriemodulen und/oder sogar Traktionsbatterien eingerichtet werden, sodass auf zeitaufwändige Vorarbeiten, wie das Extrahieren von Batteriezellen aus einem Batteriemodul bzw. der Traktionsbatterie heraus, verzichtet werden kann, bevor der Stoffstrom dem Zerkleinerer zugeführt wird.In particular, the battery recycling plant can be set up to process entire battery modules and/or even traction batteries, thus eliminating time-consuming preliminary work such as extracting battery cells from a battery module or traction battery before the material stream is fed to the shredder.

Die Batterierecyclinganlage kann darüber hinaus vorteilhaft eine Station zum nass-chemischen Bearbeiten des Stoffstroms, insbesondere der Black Mass umfassen. Gattungsgemäße nass-chemische Verfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden insofern hier nicht weiter erläutert.Furthermore, the battery recycling plant can advantageously include a station for the wet-chemical treatment of the material stream, particularly the black mass. Typical wet-chemical processes are known from the prior art and are therefore not described further here.

Es versteht sich, dass sich die Vorteile eines Zerkleinerers nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf eine Batterierecyclinganlage aufweisend einen Zerkleinerer nach dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken.It is understood that the advantages of a shredder according to the first aspect of the invention, as described above, extend directly to a battery recycling plant comprising a shredder according to the first aspect of the invention.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Verwendung eines Zerkleinerers mit den Merkmalen von Anspruch 20 gelöst.The problem underlying the present invention is further solved by the use of a shredder having the features of claim 20.

Im Genaueren wird die Aufgabe nach einem dritten Aspekt der Erfindung von einer Verwendung eines zum Zerkleinern einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls und/oder einer Traktionsbatterie vorgesehenen Zerkleinerers gemäß zumindest einem der hier beschriebenen Merkmale gelöst.More precisely, the problem according to a third aspect of the invention is solved by the use of a shredder designed for crushing a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery according to at least one of the features described herein.

Durch die Verwendung des vorliegenden Zerkleinerers kann das Recyceln von Rohstoffen aus Batteriezellen bzw. Batteriemodulen und/oder aus Traktionsbatterien betriebssicherer durchgeführt werden.The use of this shredder makes the recycling of raw materials from battery cells or battery modules and/or traction batteries more reliable.

Durch die Verwendung des vorliegenden Zerkleinerers können darüber hinaus nunmehr komplette Batteriemodulen am Stück zerkleinert werden, vorzugsweise selbst komplette Traktionsbatterien. Insofern entfällt das bisherige Zerlegen von Traktionsbatterien bzw. der Batteriemodule hiervon, um deren Batteriezellen zu vereinzeln.Furthermore, the use of this shredder allows entire battery modules to be shredded in one piece, preferably even complete traction batteries. This eliminates the need for the previous disassembly of traction batteries or their modules to separate the individual battery cells.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch ein Zerkleinerungsverfahren zum Zerkleinern einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls und/oder einer Traktionsbatterie mit den Merkmalen von Anspruch 21 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Zerkleinerungsverfahrens sind in dem von Anspruch 21 abhängigen Anspruch beschrieben.The problem underlying the present invention is also solved by a comminution method for comminuting a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery with the features of claim 21. Advantageous embodiments of the comminution method are described in the dependent claim of claim 21.

Im Genaueren wird die Aufgabe nach einem vierten Aspekt der Erfindung von einem Zerkleinerungsverfahren zum Zerkleinern einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls und/oder einer Traktionsbatterie mit einem Zerkleinerer, insbesondere mit einem Zerkleinerer nach einem der vorliegend beschriebenen Merkmale, gelöst, umfassend folgende Schritte:

- Bereitstellen einer Batteriezelle und/oder eines Batteriemoduls und/oder einer Traktionsbatterie; und
- Zuführen der Batteriezelle und/oder des Batteriemoduls und/oder der Traktionsbatterie in den Zerkleinerer.

More precisely, the problem according to a fourth aspect of the invention is solved by a comminution method for comminuting a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery with a chopper, in particular with a chopper according to one of the features described herein, comprising the following steps:

- Providing a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery; and
- Feeding the battery cell and/or battery module and/or traction battery into the shredder.

Mittels des vorliegenden Zerkleinerers lässt sich das Zerkleinerungsverfahren insgesamt sicherer gestalten.The present shredder makes the overall shredding process safer.

Es versteht sich, dass sich die Vorteile eines Zerkleinerers nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf ein Zerkleinerungsverfahrens verwendend einen Zerkleinerer nach dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken.It is understood that the advantages of a crusher according to the first aspect of the invention, as described above, extend directly to a crushing process using a crusher according to the first aspect of the invention.

Eine vorteilhafte Verfahrensvariante sieht ferner vor, dass der Zerkleinerer zumindest ein erstes und zumindest ein zweites Verschlussmittel in Förderrichtung der Batteriezelle und/oder des Batteriemoduls oberhalb der obersten Zerkleinerungswalze aufweist, wobei das erste Verschlussmittel oberhalb des zweiten Verschlussmittels angeordnet ist und wobei der Zerkleinerer einen Aufnahmeraum zur Aufnahme zumindest einer Batteriezelle und/oder zumindest eines Batteriemoduls zwischen dem ersten und dem zweiten Verschlussmittel aufweist, umfassend folgende Schritte:

- Zuführen der Batteriezelle und/oder des Batteriemoduls und/oder einer Traktionsbatterie in den Aufnahmeraum;
- Schließen des ersten Verschlussmittels; und
- Öffnen des zweiten Verschlussmittels.

An advantageous variant of the process further provides that the shredder has at least one first and at least one second sealing means in the conveying direction of the battery cell and/or battery module above the uppermost shredding roller, wherein the first sealing means is arranged above the second sealing means and wherein the shredder has a receiving space for receiving at least one battery cell and/or at least one battery module between the first and the second sealing means, comprising the following steps:

- Feeding the battery cell and/or battery module and/or a traction battery into the receiving space;
- Closing the first sealing device; and
- Opening the second sealing device.

Hierdurch kann eine Verarbeitung von Batteriezellen bzw. von Batteriemodulen bzw. von Traktionsbatterien durch eine Art Schleusenfunktion unterstützt durchgeführt werden, wodurch die Betriebssicherheit des Zerkleinerungsverfahrens nochmals deutlich erhöht werden kann, wie vorstehend bereits ausführlich geschildert.This allows the processing of battery cells, battery modules, or traction batteries to be supported by a kind of airlock function, which can significantly increase the operational reliability of the comminution process, as already described in detail above.

Insbesondere, wenn ein oberes Verschlusselement, also das erste Verschlusselement immer verschlossen ist, bevor ein darunter liegendes Verschlusselement, also das zweite Verschlusselement, geöffnet wird, kann stets vermieden werden, dass bei einem Extremereignis, wie einer kritischen Verpuffung oder dergleichen, kontaminiertes Material in die Umgebung gelangt. Beispielsweise kann auch die Gefahr erheblich reduziert werden, dass ein in Maschinenrichtung gesehen weiter stromauf befindlicher Stoffstrom in Brand gerät.In particular, if an upper sealing element (i.e., the first sealing element) is always closed before a lower sealing element (i.e., the second sealing element) is opened, it can always be prevented that contaminated material escapes into the environment in the event of an extreme event, such as a critical deflagration or the like. For example, The risk of a material flow further upstream in the direction of the machine catching fire is significantly reduced.

Durch die vorliegend geschaffene Schleusenfunktion können nun auch komplette Batteriemodule durch den Zerkleinerer bearbeitet werden, selbst wenn diese nur teilweise entladen sind.Thanks to the sluice function created here, complete battery modules can now be processed by the shredder, even if they are only partially discharged.

Insbesondere, wenn die Verschlussmittel fluiddicht ausgeführt sind, kann eine unbeabsichtigte Sauerstoffzufuhr von außerhalb verhindert werden, sodass ein in dem Zerkleinerer in Brand geratender Stoffstrom aufgrund von Sauerstoffmangel schneller gelöscht werden kann bzw. erst gar nicht eskalieren kann.In particular, if the sealing devices are designed to be fluid-tight, an unintentional supply of oxygen from the outside can be prevented, so that a material flow that catches fire in the shredder due to lack of oxygen can be extinguished more quickly or cannot escalate in the first place.

Insofern ist es vorteilhaft, wenn beispielsweise sowohl oberhalb als auch unterhalb einer Zerkleinerungseinrichtung jeweils ein Verschlussmittel angeordnet ist.Therefore, it is advantageous if, for example, a sealing device is arranged both above and below a shredding unit.

Vorteilhafterweise können vorliegend Verschlussmittel in Abhängigkeit von einer Temperaturerfassung innerhalb und außerhalb des Zerkleinerers, insbesondere des Arbeitsraums des Kastens des Zerkleinerers und/oder des Aufnahmeraums zwischen zwei Verschlussmitteln, betätigt werden. Zweckmäßigerweise weist der Zerkleinerer entsprechend angeordnete Sensoreinrichtungen auf, welche innerhalb und/oder außerhalb des Zerkleinerers angeordnet sein können.Advantageously, the sealing devices can be actuated based on temperature measurements taken inside and outside the shredder, particularly within the working area of the shredder housing and/or the receiving space between two sealing devices. The shredder expediently incorporates appropriately arranged sensor devices, which can be positioned inside and/or outside the shredder.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn vorliegend Verschlussmittel in Abhängigkeit von einer Schadstofferfassung der Atmosphäre innerhalb und außerhalb des Zerkleinerers, insbesondere des Arbeitsraums des Kastens des Zerkleinerers und/oder des Aufnahmeraums zwischen zwei Verschlussmitteln, betätigt werden. Zweckmäßigerweise weist der Zerkleinerer entsprechend angeordnete Sensoreinrichtungen auf, welche innerhalb und/oder außerhalb des Zerkleinerers angeordnet sein können.Furthermore, it is advantageous if, in this case, sealing devices are actuated depending on the detection of pollutants in the atmosphere inside and outside the shredder, in particular in the working area of the shredder housing and/or the receiving space between two sealing devices. The shredder expediently has appropriately arranged sensor devices, which can be located inside and/or outside the shredder.

Besonders vorteilhaft ist der vorliegende Zerkleinerer bzw. das vorliegende Zerkleinerungsverfahren insbesondere auch im Hinblick auf die Möglichkeit einer Drosselung der Zuführmenge und/oder Abführmenge an Stoffstrom im Sinne eines Chargier- und/oder Sicherheitsverschlusses, wenn etwa ein sicherheitsrelevanter Zustand an dem Zerkleinerer erfasst wird.The present shredder or shredding process is particularly advantageous with regard to the possibility of throttling the feed and/or discharge quantity of material flow in the sense of a charging and/or safety closure, for example, if a safety-relevant condition is detected at the shredder.

Entsprechende sicherheitsrelevante Ereignisse können hierbei beispielsweise dadurch eintreten, wenn an dem Zerkleinerer eine formulierte Barriere von einem Menschen unvorhergesehen überschritten wird, kritische Drehmomente und/oder Drehmomentschwankungen an einer Zerkleinerungswalze auftreten, kritische Temperaturen oder Temperaturänderungen von Schmiermitteln der Zerkleinerungswalze auftreten, kritische Leistungsaufnahmen und/oder Leistungsschwankungen an einem Antrieb einer Zerkleinerungswalze auftreten, und/oder ein Materialstau an dem Zerkleinerer detektiert wird, oder dergleichen.Corresponding safety-relevant events can occur, for example, if a defined barrier on the shredder is unexpectedly crossed by a person, critical torques and/or torque fluctuations occur on a shredding roller, critical temperatures or temperature changes of lubricants of the shredding roller occur, critical power consumption and/or power fluctuations occur on a drive of a shredding roller, and/or a material jam is detected on the shredder, or the like.

Es versteht sich, dass der Zerkleinerer hierfür mit entsprechenden Sensoreinrichtungen ausgestattet ist, welche vorliegend nicht weiter erläutert sind.It goes without saying that the shredder is equipped with appropriate sensor devices for this purpose, which are not explained further here.

Begrifflich sei ferner noch Folgendes erläutert:

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei ...“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein ...“, „genau zwei ...“ usw. gemeint sein können.

Furthermore, the following terms should be explained:

It should be expressly noted that, within the context of this patent application, indefinite articles and numerical indications such as "one", "two", etc., are generally to be understood as "at least" indications, i.e., as "at least one...", "at least two...", etc., unless it is expressly evident from the respective context or it is obvious or technically necessary for the person skilled in the art that only "exactly one...", "exactly two...", etc., can be meant.

Im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung sei der Ausdruck „insbesondere“ immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales, bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird. Der Ausdruck ist nicht als „und zwar“ und nicht als „nämlich“ zu verstehen.In the context of the present patent application, the term "in particular" is always to be understood as introducing an optional, preferred feature. The term is not to be understood as "namely" or "specifically".

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:

1: schematisch eine Ansicht eines ersten Zerkleinerers zum Zerkleinern von Traktionsbatterien bzw. von Batteriemodulen hiervon, insbesondere von Batteriezellen; und
2: schematisch eine Ansicht eines weiteren Zerkleinerers zum Zerkleinern von Traktionsbatterien bzw. von Batteriemodulen hiervon, insbesondere von Batteriezellen.

Further advantages, details, and features of the invention will become apparent from the exemplary embodiments described below. Specifically, the following will be shown:

1 : schematically a view of a first shredder for shredding traction batteries or battery modules thereof, in particular battery cells; and
2 : schematically a view of another shredder for shredding traction batteries or battery modules thereof, in particular battery cells.

In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen verwendbar.In the following description, identical reference numerals denote identical components or identical features, so that a description of a component in relation to one figure also applies to the other figures, thus avoiding repetitive descriptions. Furthermore, individual features described in connection with one embodiment can also be used separately in other embodiments.

Der in der 1 gezeigte Zerkleinerer 1 zum Zerkleinern von Batteriemodulen 2, welche vorliegend ein Batteriemodul einer Traktionsbatterie (nicht nochmals beziffert) eines KFZ (nicht gezeigt) ist, und/oder von diesbezüglichen Batteriezellen 3 und/oder abweichenden Batteriemodulen 4 ist in eine nicht weiter dargestellte und beschriebene Batterierecyclinganlage 5 integriert.The one in 1 The shredder 1 shown is for shredding battery modules 2, which are available. gend a battery module of a traction battery (not further specified) of a motor vehicle (not shown), and/or of related battery cells 3 and/or different battery modules 4 is integrated into a battery recycling plant 5 which is not further shown and described.

Der Zerkleinerer 1 besitzt eine Maschinenrichtung 10, welche mit der Förderrichtung 11 eines Stoffstroms 12 insbesondere aus Batterien 2 und/oder Funktionsbauteilen (nicht beziffert) hiervon, wie etwa die vorstehend genannten Batteriezellen 3 bzw. Batteriemodule 4, im Wesentlichen übereinstimmt. Dieser Stoffstrom 12 umfasst jedoch auch weitere Stoffe (nicht explizit beziffert), wie etwa Fluide, beispielsweise Luft der umgebenden Atmosphäre, Kühlflüssigkeit einer Kühleinrichtung 14 zum Kühlen des Bearbeitungsprozesses, usw.The shredder 1 has a machine direction 10 which essentially coincides with the conveying direction 11 of a material stream 12, in particular consisting of batteries 2 and/or functional components (not specified) thereof, such as the aforementioned battery cells 3 or battery modules 4. This material stream 12 also includes other substances (not explicitly specified), such as fluids, for example, air from the surrounding atmosphere, coolant from a cooling device 14 for cooling the processing process, etc.

Der Zerkleinerer 1 weist darüber hinaus einen kastenartigen Rahmen 15 mit nur teilweise gezeigten Seitenwänden 16 (nur exemplarisch beziffert) auf. Die Seitenwände 16 umschließen einen Kasten 17 ringsherum, welcher wiederum einen Arbeitsraum 18 des Zerkleinerers 1 gegenüber die Umgebung 20 des Zerkleinerers 1 räumlich abgrenzen.The shredder 1 also has a box-like frame 15 with side walls 16 (numbered for illustrative purposes only) that are only partially shown. The side walls 16 enclose a box 17 on all sides, which in turn spatially delineates a working chamber 18 of the shredder 1 from the surroundings 20 of the shredder 1.

Der Zerkleinerer 1 weist zwischen sich zwei gegenüber liegenden Seitenwänden 16 eine Aufnahmebreite 1A bzw. 1B zum Aufnehmen von Traktionsbatterien bzw. insbesondere von Batteriemodulen 4 hiervon oder von Batteriezellen 3 hiervon auf.The shredder 1 has a receiving width 1A or 1B between two opposing side walls 16 for receiving traction batteries or, in particular, battery modules 4 thereof or battery cells 3 thereof.

Die Aufnahmebreite 1A des Zerkleinerers 1 bzw. des kastenartigen Rahmens 15 hiervon erstreckt sich hierbei entlang der Zeichnungsebene zwischen den zwei dargestellten Seitenwänden 16.The intake width 1A of the shredder 1 or of the box-like frame 15 thereof extends along the plane of the drawing between the two side walls 16 shown.

Die Aufnahmebreite 1B des Zerkleinerers 1 bzw. des kastenartigen Rahmens 15 hiervon erstreckt sich hierbei orthogonal zu der Zeichnungsebene zwischen zwei nicht dargestellten Seitenwänden des Zerkleinerers 1.The intake width 1B of the shredder 1 or of the box-like frame 15 thereof extends orthogonally to the drawing plane between two side walls of the shredder 1 not shown.

Die nicht dargestellten Seitenwände verlaufen hierbei planparallel zu der Zeichnungsebene.The side walls, which are not shown, run parallel to the plane of the drawing.

Die Aufnahmebreite 1A weist in diesem Ausführungsbeispiel 600 mm auf, während die Die Aufnahmebreite 1B in diesem Ausführungsbeispiel 1.400 mm aufweist.In this embodiment, the intake width 1A is 600 mm, while the intake width 1B in this embodiment is 1,400 mm.

Ferner weist der Kasten 15 oberseitig eine Zuführöffnung 21 zum Zuführen des Stoffstroms 12 auf, insbesondere in Form von Batterien 2 oder dergleichen. Darüber hinaus weist der Kasten 15 unterseitig eine Abführöffnung 22 zum Abführen des Stoffstroms 12 auf, insbesondere in Form von bereits zerkleinerten Teilchen und Teilen 23 der Batterien 2, etwa als Black Mass 24 aus Stoffen der Batterien 2 und in der Regel hiermit vermengter Kühlflüssigkeit und gegebenenfalls noch sonstigen Bestandteilen (nicht gezeigt) der zerkleinerten Batterie 2.Furthermore, the box 15 has a feed opening 21 on its upper side for supplying the material stream 12, in particular in the form of batteries 2 or the like. In addition, the box 15 has a discharge opening 22 on its lower side for discharging the material stream 12, in particular in the form of already comminuted particles and parts 23 of the batteries 2, for example as black mass 24 consisting of substances from the batteries 2 and usually coolant mixed therewith, and possibly other components (not shown) of the comminuted battery 2.

Der Zerkleinerer 1 verfügt in diesem ersten Ausführungsbeispiel lediglich über eine einzige Zerkleinerungsstufe 26 mit einer Zerkleinerungseinrichtung 27 zum Zerkleinern der Batterien 2 bzw. der Batteriezellen 3 und Batteriemodule 4.In this first embodiment, the shredder 1 has only a single shredding stage 26 with a shredding device 27 for shredding the batteries 2 or the battery cells 3 and battery modules 4.

Die Zerkleinerungsstufe 26 bzw. die Zerkleinerungseinrichtung 27 umfasst in diesem ersten Ausführungsbeispiel eine Zerkleinerungswalze 28 und eine hiermit wechselwirkende Gegenstückstruktur 29, wobei die Gegenstückstruktur 29 in diesem ersten Ausführungsbeispiel eine weitere Zerkleinerungswalze 30 umfasst, welche mit der Zerkleinerungswalze 28 kämmt.In this first embodiment, the comminution stage 26 or the comminution device 27 comprises a comminution roller 28 and a counterpart structure 29 interacting therewith, wherein the counterpart structure 29 in this first embodiment comprises a further comminution roller 30 which meshes with the comminution roller 28.

Die Zerkleinerungswalzen 28 und 30 besitzen hierbei jeweils eine Arbeitsbreite 32, welche in Richtung der Längserstreckung der jeweiligen Zerkleinerungswalze 28 bzw. 30 gerichtet ist.The crushing rollers 28 and 30 each have a working width 32, which is directed in the direction of the longitudinal extent of the respective crushing roller 28 or 30.

Die Aufnahmebreite 1A und die jeweilige Arbeitsbreite 32 der jeweiligen Zerkleinerungswalze 28 bzw. 30 verlaufen in diesem Ausführungsbeispiel jeweils quer zueinander.In this embodiment, the intake width 1A and the respective working width 32 of the respective crushing roller 28 or 30 run transversely to each other.

Insofern verlaufen die Aufnahmebreite 1B und die jeweilige Arbeitsbreite 32 der Zerkleinerungswalze 28 bzw. 30 in diesem Ausführungsbeispiel parallel zueinander.Therefore, in this embodiment, the intake width 1B and the respective working width 32 of the shredding roller 28 or 30 run parallel to each other.

Es versteht sich, dass insbesondere die Gegenstückstruktur 29 der Zerkleinerungseinrichtung 27 auch anders realisiert sein kann, beispielsweise als feststehende Schereinrichtung, mit welcher die Zerkleinerungswalze 28 kämmt.It is understood that the counterpart structure 29 of the comminution device 27 can also be implemented differently, for example as a stationary shearing device with which the comminution roller 28 combs.

Der Zerkleinerer 1 zeichnet sich des Weiteren noch speziell durch ein erstes und einziges Verschlussmittel 35 zur Reduktion eines Stoffstromes 12 aus.The shredder 1 is further distinguished by a first and only sealing device 35 for reducing a material flow 12.

Das erste Verschlussmittel 35 ist in diesem ersten Ausführungsbeispiel oberhalb der einzigen Zerkleinerungsstufe 21 angeordnet.In this first embodiment, the first sealing means 35 is arranged above the single comminution stage 21.

Das erste Verschlussmittel 35 umfasst einen ersten mechanischen Schieber 36, welcher gemäß der Schieberichtungen 37 quer zur Maschinenrichtung 10 verschieblich gelagert ist, wobei sich das erste Verschlussmittel 35 gemäß der Darstellung nach 1 in einer Öffenstellung 38 befindet, in welcher der Stoffstrom 12 das erste Verschlussmittel 35 ungehindert passieren und in den Arbeitsraum 18 des Kastens 17 gelangen kann.The first locking means 35 comprises a first mechanical slide 36, which is slidably mounted transversely to the machine direction 10 according to the sliding directions 37, wherein the first locking means 35 is positioned according to the illustration. 1 in an open position 38 in which the material flow 12 can pass the first closing means 35 unhindered and enter the working space 18 of the box 17.

Sofern es betriebsbedingt gewünscht ist, beispielsweise bei kritischen Betriebsbedingungen, wie einem Brand an dem Zerkleinerer 1, etwa in dem Kasten 17 des Zerkleinerers 1, kann das erste Verschlussmittel 35 in eine Schließstellung (hier nicht gezeigt) gebracht werden, wodurch einerseits der Stoffstrom 12 zu der ersten Zerkleinerungsstufe 26 unterbrochen und andererseits der Arbeitsraum 18 gegenüber der Zuführöffnung 21 verschlossen werden kann.If required for operational reasons, for example in critical operating conditions such as a fire at the shredder 1, for example in the box 17 of the shredder 1, the first closing device 35 can be brought into a closed position (not shown here), which on the one hand interrupts the material flow 12 to the first comminution stage 26 and on the other hand closes the working chamber 18 opposite the feed opening 21.

Hierdurch ist eine Brandschutzeinrichtung (nicht gesondert beziffert) geschaffen, mittels welcher verhindert werden kann, dass sich ein Brand innerhalb des Kastens 17 stromauf der Förderrichtung 11 unkontrolliert ausbreiten kann. Hierdurch ist die Betriebssicherheit an dem Zerkleinerer 1 und auf der gesamten Batterierecyclinganlage 5 signifikant erhöht.This creates a fire protection device (not separately numbered) which prevents a fire from spreading uncontrollably within the box 17 upstream of the conveying direction 11. This significantly increases the operational safety of the shredder 1 and the entire battery recycling plant 5.

Das in der 2 gezeigte weitere Ausführungsbeispiel zeigt einen alternativen Zerkleinerer 50, welcher kumulativ oder alternativ ebenfalls an der Batterierecyclinganlage 5 angeordnet werden kann.The one in 2 The further embodiment shown depicts an alternative shredder 50, which can also be arranged cumulatively or alternatively at the battery recycling plant 5.

Da der alternative Zerkleinerer 50 baulich dem Zerkleinerer 1 aus der 1 sehr ähnlich ist, sind im Folgenden lediglich die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen beschrieben, um Wiederholungen zu vermeiden. Ansonsten wird hinsichtlich des alternativen Zerkleinerers 50 auf die Beschreibung des Zerkleinerers 1 verwiesen.Since the alternative shredder 50 is structurally identical to the shredder 1 from the 1 Since the two embodiments are very similar, only the differences between them are described below to avoid repetition. For information regarding the alternative shredder 50, please refer to the description of shredder 1.

Der in der 2 gezeigte alternative Zerkleinerer 50 weist im Gegensatz zu dem Zerkleinerer 1 aus der 1 nicht nur ein erstes Verschlussmittel 35 auf, sondern darüber hinaus noch ein weiteres Verschlussmittel 51, welches dem ersten Verschlussmittel 35 in Maschinenrichtung 10 gesehen nachgeschaltet ist.The one in 2 The alternative shredder 50 shown, unlike the shredder 1 from the 1 not only a first closure means 35, but also a further closure means 51, which is downstream of the first closure means 35 in the machine direction 10.

Ferner weisen das erste Verschlussmittel 35 und das zweite Verschlussmittel 51 jeweils zwei mechanische Schieber 36 (nur exemplarisch beziffert) auf, welche unabhängig voneinander gemäß der Schieberichtungen 37 quer zur Förderrichtung 11 verlagerbar sind.Furthermore, the first closure means 35 and the second closure means 51 each have two mechanical slides 36 (numbered only by way of example), which can be moved independently of each other according to the sliding directions 37 transversely to the conveying direction 11.

Die jeweiligen mechanischen Schieber 36 des jeweiligen Verschlussmittels 35 und 51 sind in Förderrichtung 11 gesehen derart voneinander beabstandet angeordnet, dass zwischen den mechanischen Schiebern 36 des jeweiligen Verschlussmittels 35 und 51 jeweils ein Aufnahmeraum 55 (nur exemplarisch beziffert) zur Aufnahme eines Teil des Stoffstroms 12, insbesondere von Batterien 2 oder von Funktionsbauteilen hiervon, wie insbesondere von diesbezüglichen Batteriezellen 3 und/oder von Batteriemodulen 4, an dem alternativen Zerkleinerer 50 geschaffen ist.The respective mechanical slides 36 of the respective closure means 35 and 51 are spaced apart from each other in the conveying direction 11 such that a receiving space 55 (numbered only by way of example) is created between the mechanical slides 36 of the respective closure means 35 and 51 for receiving a part of the material flow 12, in particular batteries 2 or functional components thereof, such as in particular battery cells 3 and/or battery modules 4, on the alternative shredder 50.

Mittels der anders gestalteten Verschlussmittel 35 und 51 des alternativen Zerkleinerers 50 besitzt dieser neben besonders wirkungsvollen Brandschutzeinrichtungen (doppelt vorhandene mechanische Schieber 36) aufgrund des jeweiligen zusätzlichen und ausreichend großen Aufnahmeraums 55 zudem noch die Fähigkeiten von Chargiereinrichtungen (nicht gesondert beziffert).By means of the differently designed closure means 35 and 51 of the alternative crusher 50, in addition to particularly effective fire protection devices (double mechanical slides 36), it also has the capabilities of charging devices (not specified separately) due to the respective additional and sufficiently large receiving space 55.

So befindet sich beispielsweise der untere mechanische Schieber 36 des ersten Verschlussmittels 35 bereits in einer Schließstellung 56, während sich der obere mechanische Schieber 36 des ersten Verschlussmittels 35 noch von einer Öffenstellung 38 heraus in eine entsprechende Schließstellung 56 hinein bewegt, um den Aufnahmeraum 55 des ersten Verschlussmittels 35 vollständig zu verschließen.For example, the lower mechanical slide 36 of the first locking device 35 is already in a closed position 56, while the upper mechanical slide 36 of the first locking device 35 is still moving from an open position 38 into a corresponding closed position 56 in order to completely close the receiving space 55 of the first locking device 35.

Hingegen befinden sich beide mechanischen Schieber 36 des zweiten Verschlussmittels 51 in ihrer jeweiligen Öffenstellung 38.In contrast, both mechanical slides 36 of the second locking device 51 are in their respective open position 38.

Darüber hinaus zeichnet sich der alternative Zerkleinerer 50 noch durch zwei in Maschinenrichtung 10 gesehen vertikal übereinander platzierte Zerkleinerungsstufen 26 (nur exemplarisch beziffert) aus, welche jedoch unterschiedliche Zerkleinerungseinrichtungen 27 bzw. 58 besitzen, wobei die weitere Zerkleinerungseinrichtung 58 neben den Zerkleinerungswalzen 28 und 30 noch über eine dritte Zerkleinerungswalze 59 verfügt.Furthermore, the alternative shredder 50 is characterized by two shredding stages 26 (numbered only as examples) placed vertically one above the other in the machine direction 10, which, however, have different shredding devices 27 and 58 respectively, with the further shredding device 58 having a third shredding roller 59 in addition to the shredding rollers 28 and 30.

Mittels der weiteren Zerkleinerungseinrichtung 58 können die bereits zerkleinerten Teilchen bzw. Teile 23 bzw. die Black Mass 24 nochmals weiter in kleiner Restteilchen 60 zerkleinert werden, bevor Letztere den alternativen Zerkleinerer 50 zur Weiterverarbeitung an der Batterierecyclinganlage verlassen.By means of the further comminution device 58, the already comminutioned particles or parts 23 or the black mass 24 can be further comminuted into smaller residual particles 60 before the latter leave the alternative chopper 50 for further processing at the battery recycling plant.

An dieser Stelle sei noch erläutert, dass auch der alternative Zerkleinerer 50 zwischen den zwei sich gegenüber liegenden Seitenwänden 16 eine Aufnahmebreite 1A bzw. 1B zum Aufnehmen von Traktionsbatterien bzw. insbesondere von Batteriemodulen 4 hiervon oder von Batteriezellen 3 hiervon aufweist.It should also be explained at this point that the alternative shredder 50 also has a receiving width 1A or 1B between the two opposing side walls 16 for receiving traction batteries or, in particular, battery modules 4 thereof or battery cells 3 thereof.

Die Aufnahmebreite 1B des Zerkleinerers 1 bzw. des kastenartigen Rahmens 15 hiervon hingegen erstreckt sich orthogonal zu der Zeichnungsebene zwischen zwei nicht dargestellten Seitenwänden des Zerkleinerers 1. Die nicht dargestellten Seitenwände verlaufen hierbei planparallel zu der Zeichnungsebene.The intake width 1B of the shredder 1 or of the box-like frame 15 thereof, however, extends orthogonally to the drawing plane between two side walls not shown. the shredder 1. The side walls, which are not shown, run parallel to the plane of the drawing.

Die Zerkleinerungswalzen 28, 30 und bevorzugt auch 59 besitzen hierbei jeweils eine Arbeitsbreite 32, welche in Richtung der Längserstreckung der jeweiligen Zerkleinerungswalze 28 bzw. 30 bzw. 59 gerichtet ist.The crushing rollers 28, 30 and preferably also 59 each have a working width 32, which is directed in the direction of the longitudinal extent of the respective crushing roller 28 or 30 or 59.

Die Aufnahmebreite 1A und die jeweilige Arbeitsbreite 32 der jeweiligen Zerkleinerungswalze 28 bzw. 30 bzw. 59 verlaufen in diesem Ausführungsbeispiel jeweils quer zueinander.In this embodiment, the intake width 1A and the respective working width 32 of the respective crushing roller 28 or 30 or 59 run transversely to each other.

Insofern verlaufen die Aufnahmebreite 1B und die jeweilige Arbeitsbreite 32 der Zerkleinerungswalze 28, 30 bzw. 59 in diesem Ausführungsbeispiel parallel zueinander.Therefore, in this embodiment, the intake width 1B and the respective working width 32 of the shredding roller 28, 30 or 59 run parallel to each other.

Es versteht sich, dass die beiden Ausführungsbeispiele lediglich erste Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Zerkleinerern 1 bzw. 50 zeigen, da anders konstruierte Zerkleinerer 1, 50 anders gestaltete Verschlussmittel 35, 51 und/oder anders aufgebaute Zerkleinerungsstufen aufweisen können, insbesondere auch drei, vier oder mehr Zerkleinerungsstufen.It is understood that the two embodiments merely show first embodiments of the shredders 1 and 50 according to the invention, since differently constructed shredders 1, 50 may have differently designed closure means 35, 51 and/or differently constructed shredding stages, in particular also three, four or more shredding stages.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: ZerkleinererShredder
1A1A: AufnahmebreiteRecording width
22: Batterie, insbesondere Batteriezelle und/oder BatteriemodulBattery, in particular battery cell and/or battery module
33: BatteriezelleBattery cell
44: BatteriemodulBattery module
55: BatterierecyclinganlageBattery recycling plant
1010: MaschinenrichtungMachine direction
1111: FörderrichtungDirection of flow
1212: StoffstromMaterial flow
1414: KühleinrichtungCooling device
1515: kastenartigen Rahmenbox-like frame
1616: Seitenwändeside walls
1717: KastenCrate
1818: Arbeitsraumworkspace
2020: UmgebungVicinity
2121: Zuführöffnungfeed opening
2222: Abführöffnungdrainage opening
2323: zerkleinerte Teilchen und Teilecrushed particles and parts
2424: Black MassBlack Mass
2626: ZerkleinerungsstufeCrushing stage
2727: Zerkleinerungseinrichtungshredding device
2828: ZerkleinerungswalzeShredding roller
2929: GegenstückstrukturCounterpart structure
3030: weitere Zerkleinerungswalzeadditional shredding roller
3232: ArbeitsbreitenWorking widths
3535: erstes Verschlussmittelfirst closure agent
3636: mechanische Schiebermechanical slides
3737: SchieberichtungenSliding directions
3838: ÖffenstellungOpening position
5050: alternativer Zerkleinereralternative shredder
5151: weiteres Verschlussmitteladditional sealing agent
5555: AufnahmeraumRecording room
5656: SchließstellungClosed position
5858: weitere Zerkleinerungseinrichtungfurther shredding equipment
5959: dritte Zerkleinerungswalzethird shredding roller
6060: Restteilchenresidual particles

Claims

A shredder for shredding a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery comprising: - a box-like frame, wherein the box-like frame has side walls that form a box for receiving at least one shredding stage, and - at least one shredding stage received in the box-like frame for shredding a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery, wherein the side walls have a first side wall and a second side wall arranged opposite the first side wall, wherein the first side wall and the second side wall form a receiving width of the shredder, characterized in that the receiving width is greater than or equal to 600 mm, preferably greater than or equal to 800 mm and particularly preferably greater than or equal to 1,000 mm.

Shredder according to Claim 1 , characterized in that the intake width is less than or equal to 2,400 mm, preferably less than or equal to 2,000 mm and particularly preferably less than or equal to 1,600 mm.

Shredder according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the at least one comminution stage comprises at least one comminution roller and at least one counterpart structure, wherein the comminution roller in a causal relationship to which at least one counterpart structure exists.

Shredder according to Claim 3 , characterized in that the at least one crushing roller has a working width of greater than or equal to 600 mm, preferably greater than or equal to 800 mm and particularly preferably greater than or equal to 1,000 mm.

Shredder according to one of the Claims 3 or 4 , characterized in that the at least one crushing roller has a working width of less than or equal to 2,400 mm, preferably less than or equal to 2,000 mm and particularly preferably less than or equal to 1,600 mm.

Crusher according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one crushing stage comprises at least one crusher, in particular an impact crusher.

Shredder according to Claim 6 , characterized in that the crusher has a crusher working width of greater than or equal to 600 mm, preferably greater than or equal to 800 mm and particularly preferably greater than or equal to 1,000 mm.

Shredder according to one of the Claims 6 or 7 , characterized in that the crusher has a crusher working width of less than or equal to 2,400 mm, preferably less than or equal to 2,000 mm and particularly preferably less than or equal to 1,600 mm.

Shredder according to one of the preceding claims, characterized in that the shredder has at least one closure means for reducing a material flow.

Shredder according to Claim 9 characterized in that at least one closure means is designed as a slide.

Shredder according to one of the Claims 9 or 10 , characterized in that the at least one sealing means is arranged in the designated conveying direction of the at least one battery cell and/or the at least one battery module and/or the at least one traction battery above the at least one crushing roller.

Shredder according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sealing means is arranged below the at least one shredding roller in the designated conveying direction of the at least one battery cell and/or the at least one battery module and/or the at least one traction battery.

Shredder according to one of the preceding claims, characterized in that at least a first and at least a second sealing means are arranged in the conveying direction of the battery cell and/or the battery module and/or the traction battery above the at least one shredding roller.

Shredder according to Claim 13 , characterized in that the first sealing means is arranged above the second sealing means in the conveying direction of the battery cell and/or the battery module and/or the traction battery and wherein the shredder has a receiving space for receiving at least one battery cell and/or at least one battery module and/or the at least one traction battery between the first and the second sealing means.

Shredder according to one of the preceding claims, characterized in that the shredder has at least two shredding stages received in the box-like frame, wherein a closing means is arranged between a first shredding stage and/or a second shredding stage.

Shredder according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sealing means is fluid-tight in the closed state.

Shredder according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one closure means is at least indirectly hydraulically and/or pneumatically and/or electrically movable.

Shredder according to one of the preceding claims, characterized in that at least one closure means is spring-loaded.

Battery recycling plant comprising a shredder for shredding battery cells and/or battery modules and/or traction batteries according to one of the preceding claims.

Using a shredder according to one of the Claims 1 until 18 for shredding a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery.

Comminution method for comminuting a battery cell and/or a battery module and/or a traction battery with a chopper nerer after one of the Claims 1 until 18 comprising the following steps: - Providing a battery cell and/or battery module and/or traction battery; and - Feeding the battery cell and/or battery module and/or traction battery into the shredder.

comminution process according to Claim 21 , wherein the shredder has at least a first and at least a second closing means in the conveying direction of the battery cell and/or battery module and/or traction battery above the uppermost shredding roller, wherein the first closing means is arranged above the second closing means and wherein the shredder has a receiving chamber for receiving at least one battery cell and/or at least one battery module and/or at least one traction battery between the first and the second closing means, characterized by the following steps: - feeding the battery cell and/or battery module and/or a traction battery into the receiving chamber; - closing the first closing means; and - opening the second closing means.