Lösen, wenn nötig – vom Klebstoff zur Kreislaufwirtschaft

Das geplante Lösen

Bauteile, die mit konventionellen Klebstoffen verbunden sind, lassen sich häufig nicht trennen, ohne sie zu beschädigen. In der Vergangenheit war das bei Batterien weniger problematisch: Am Ende ihres Lebenszyklus wurden Traktionsbatterien meist vollständig geschreddert, damit die enthaltenen Aktivmaterialien im anschließenden Recyclingprozess zurückgewonnen werden konnten. Eine selektive Demontage fand dabei in der Regel nicht statt – viele Komponenten und Wertstoffe gingen so verloren. Mit wachsender Elektromobilität verändert sich diese Rechnung jedoch grundlegend. In einer Fahrzeugbatterie stecken rund 70 bis 80 Prozent der Kosten in den Aktivmaterialien – insbesondere in den hochwertigen Kathoden- und Anodenmaterialien, die für das Speichern und Abgeben elektrischer Energie verantwortlich sind. Können diese Materialien gezielt recycelt und wiederverwendet werden, sinken sowohl Kosten als auch Rohstoffabhängigkeiten. Auch in der Produktion eröffnet Lösbarkeit neue Potenziale: Wenn ein defektes Batteriepaket oder Modul wieder geöffnet werden kann, muss es nicht sofort verworfen oder vollständig geschreddert werden. Dadurch lassen sich Ausschussraten reduzieren, Reparaturen ermöglichen und wertvolle Materialien im Kreislauf halten.

Henkel konzentriert sich dabei auf zwei technische Mechanismen. Beim thermischen Debonding wird Wärme gezielt und lokal eingebracht, sodass ein spezieller Layer in der Grenzschicht seine Struktur oder Haftwirkung verändert. Dadurch entsteht ein definierter Trennpfad, über den sich Bauteile sauber voneinander lösen lassen. Dieses Prinzip wird nicht nur in der Batterie, sondern auch in Display, weiteren Elektronikanwendungen oder Scheinwerfern genutzt. Beim elektrischen Debonding befinden sich leitfähige Ionen im Klebstoff. Wird eine Spannung angelegt, wandern diese an die Grenzfläche und schwächen dort die Bindung gezielt ab. Elizaveta beschreibt den Vorgang als kontrollierte, saubere Delamination, die ohne starkes Erwärmen und ohne mechanisches Abtragen auskommt.

Entscheidend ist: Die Verbindung darf sich niemals ungewollt lösen. „Es gibt keine ungewollten Trigger“, betont Elizaveta. „Weder Straßenvibrationen noch Schnellladen oder sommerliche Hitze lösen den Effekt aus. Debonding ist geplant und an klar definierte Bedingungen gebunden.“ Aktuell befindet sich die Technologie auf einem frühen technischen Reifegrad, doch der weitere Weg ist klar: Von ersten Konzepten über funktionsfähige Demonstratoren bis hin zu Validierungsprojekten im Kundenumfeld wurden bereits wichtige Meilensteine erreicht. Der Fokus liegt nun darauf, die Systeme industriell skalierbar zu machen und in reale Fertigungs- und Serviceprozesse zu überführen. Für Kunden eröffnet das künftig einen deutlichen Mehrwert – von reduzierten Ausschussraten über effizientere Reparaturprozesse bis hin zu einer besseren Rückgewinnung wertvoller Materialien.

Nachhaltigkeit, die sich rechnet

Dr. Melanie Luckey betrachtet das Thema von einer anderen Seite. Als Head of Sustainability Automotive Components bei Henkel gestaltet sie die Nachhaltigkeitsstrategie für diesen spezifischen Geschäftsbereich des Unternehmens – einem Bereich, dessen Klebstoffe, zusammen mit denen aus dem Automotive-OEM-Geschäft von Henkel, in schätzungsweise neun von zehn Fahrzeugen weltweit verbaut sind.

Melanie kennt das Problem aus der Praxis: Ökologische Argumente allein überzeugen nur schwer. „Das Schöne bei Debonding ist, dass es nicht nur ein nachhaltiger Faktor ist, sondern man gleichzeitig Kosten einsparen kann“, sagt sie. Ein Scheinwerfer, der durch einen Kratzer beschädigt ist, bedeutet heute oft den Austausch des gesamten Moduls – inklusive teurer LED-Technik. Mit Debonding könnte künftig nur die Linse ersetzt werden. Bei Batterien lassen sich defekte Einheiten reparieren, statt den gesamten Akku auszutauschen. Und in der Produktion sinken Ausschussraten, wenn sich Fehler korrigieren lassen, bevor ein Bauteil verschrottet werden muss.

Doch Melanie weiß auch, wo die Grenzen liegen. Nachhaltigkeit entsteht nicht im letzten Produktionsschritt. „Viele wesentliche Aspekte der Nachhaltigkeitsleistung werden ganz am Anfang im Design definiert“, sagt sie. Debonding muss früh integriert werden, lange bevor das Fahrzeug die Straße sieht. Das ist leichter gesagt als getan. Ein Fahrzeugdesignzyklus dauert in Europa bei traditionellen Automobilherstellern etwa vier bis fünf Jahre. Produktionslinien sind auf bestehende Prozesse ausgelegt. Eine zusätzliche Debonding-Schicht bedeutet neue Applikationsschritte, neue Tests, neue Freigaben – und Überzeugungsarbeit auf allen Ebenen. „Von außen wirkt es oft unkompliziert, einfach ein neues Design umzusetzen“, sagt Melanie. „In der Realität ist das jedoch ein anspruchsvoller und langwieriger Prozess.“

Rohstoffe, die nicht verloren gehen sollen

Neben dem wirtschaftlichen und ökologischen Argument hat Debonding auch eine geopolitische Dimension. Europa bezieht viele Rohstoffe vollständig über Importe. Das macht Recycling nicht nur zur Frage der Nachhaltigkeit, sondern auch der Versorgungssicherheit. „Eine gut aufgestellte heimische Kreislaufwirtschaft stärkt die eigene Wertschöpfung“, sagt Elizaveta. Es geht darum, vorhandene Materialien mehrfach zu nutzen und so die eigene Wertschöpfung robuster zu gestalten. Debonding trägt genau dazu bei: Hochwertige Materialien lassen sich gezielt zurückgewinnen, statt sie im Schredder zu verlieren. Nachhaltigkeit wird so zur Frage kluger Ressourcennutzung. Und das ökologisch sinnvoll und wirtschaftlich vernünftig zugleich.

Der Aha-Moment

Henkel versteht sich beim Debonding nicht als Klebstofflieferant, der auf Anfrage reagiert, sondern als Entwicklungspartner, der Themen proaktiv mitgestaltet. Im Battery Engineering Center in Düsseldorf und weiteren Anwendungszentren weltweit werden Demonstratoren gebaut, Konzepte erprobt, Kundenanforderungen simuliert. Elizaveta pitcht das Thema auf Konferenzen. Melanie stellt Demo-Objekte vor, bei denen sich eine Batterie vor den Augen des Gegenübers kontrolliert öffnet. „Debonding hat immer diesen Aha-Effekt“, sagt sie. Selbst erfahrene Ingenieur:innen reagieren überrascht, wenn sie das erste Mal sehen, wie sich ein verklebtes Bauteil sauber löst. Nachhaltigkeit geht nicht alleine, nicht technologisch, nicht wirtschaftlich. Henkel arbeitet daher mit Fahrzeugherstellern, Zulieferern, Recyclern und Rohstofflieferanten zusammen, um verantwortungsvolle Rohstoffnutzung und Kreislaufwirtschaft voranzutreiben. Gemeinsam werden skalierbare Lösungen für den Weg zu Netto-Null ‏(Net-Zero) und einer zirkulären Wertschöpfung identifiziert und implementiert. Denn Debonding muss in reale Recyclingströme passen. Werkstätten müssen damit umgehen können. Recycler benötigen passende Trigger-Optionen. Eine Batterie, die sich im Labor öffnen lässt, aber in keiner Recyclinganlage angenommen wird, löst kein Problem. Klebstoffe müssen halten. Aber die Zukunft gehört denen, die auch wissen, wann sie sich wieder lösen dürfen.