Resirkuleringens kunst: elbilbatterier

Litium-ion-batterier er topp moderne strømkilder som brukes i elbiler og bærbare elektroniske apparater. Etter hvert som det batteridrevne universet utvider seg, blir spørsmålet om hvordan de skal resirkuleres tilsvarende mer presserende. Det handler om mer enn bare gjenbruk av materialer og komponenter. Forskjellige metoder og mennesker er involvert i prosessen. Den er kompleks, interessant og viktig. Med andre ord er det snakk om en kunst. Og som all kunst, krever den å bli sett nærmere på.

EV battery recycling.

Prosessen ved moderne resirkulering av li-ion-batterier er allerede nokså avansert, og holder en relativt høy standard på verdensbasis. Ettersom EUs resirkuleringsforordning er den strengeste som finnes, har Polestar brukt den som minstekrav. Siden vi designer batteriene våre for å oppfylle denne forordningen, vil vi forvente at alle land forholder seg til de samme standardene, uavhengig av lokale bestemmelser.

Lovgivningen omkring kasserte batterier er for øyeblikket under gjennomgang i EU. Nye bestemmelser vil føre til et strengere batteridirektiv og sikre at batterier (i EU-markedet) er bærekraftige og sikre gjennom hele livssyklusen sin. Disse bestemmelsene forventes å tre i kraft i 2023.

Dette vil legge høyst nødvendig press på produsenter, importører og distributører av batterier, i tillegg til forbrukere og de som står for selve resirkuleringen. Fokuset ligger på sporbarhet og transparens samtidig som man retter seg mot begrensende batteristyresystemer (et system som brukes til å beskytte batteriet mot å brukes utenfor sikkerhetsmarginene). Dette vil også føre til større press på effektiviteten til resirkuleringsteknikker, materialgjenvinning, innsamling og bruk av resirkulerte materialer.


Det er imidlertid ikke bare EU som ser på nye bestemmelser for resirkulering av batterier. Kinas industridepartement har publisert retningslinjer for resirkuleringsanlegg for elbilbatterier. De ble først publisert i 2018, og omfatter produsentansvar (dvs. bilprodusentene selv) og en plattform for administrasjon av sporbarhet. I 2021 ble det innført nye retningslinjer som inkluderte en femårsplan med fokus på livsløp for elektriske transportmidler og sirkularitet, gjenbruk av batterier, sporbarhetsadministrasjon for hele livsløpet, og økt støtte for resirkuleringsnettverk, sporbarhet og resirkuleringsteknologi.

I Nord-Amerika bestemmer føderale, statlige og lokale myndigheter over avhending og resirkulering av litium-ion-batterier. Selv om lovregulering av håndtering av batterier har blitt vanligere, finnes det ingen spesifikke retningslinjer som krever resirkulering av litium-ion-batterier. Det betyr at hver enkelt stat eller lokalitet kan fastsette sine egne retningslinjer for avhending av batterier.

Før resirkuleringen kan settes i gang, må batteriet tas ut av bilen. Når det er tatt ut, må batteriet lades helt ut og gjøres trygt å håndtere. Utlading kan utføres på forskjellige måter, som termisk forbehandling, saltvannsbad og kontrollert utlading gjennom eksterne kretser. Når et batteri lades ut, blir den gjenværende elektrisiteten hentet ut og sendt til strømnettet eller brukt internt på anlegget, slik at ingenting går til spille.

Etter utlading av batteriet kommer den delen av resirkuleringsprosessen som består av å plukke batteriet fra hverandre, som foregår manuelt. Det er her alle de forskjellige komponentene omkring batteriet, som ledninger, kontakter, kjølesystemer og så videre fjernes for å avdekke battericellene. Når de er avdekket, rives batteriet opp gjentatte ganger med mekanisk forbehandling. Riveprosessen gir en pulveraktig blanding som deretter siktes for å generere det som kalles sort masse. Sort masse inneholder mineraler som kobolt, litium, mangan og nikkel. Disse mineralene kan brukes i fremtidige batterier etter kjemisk prosessering.

Når man utvinner mineraler gjennom pyrometallurgi, smeltes et helt batteri (eller et batteri som er plukket ifra hverandre) i en smelteovn på 1000 °C for å generere legeringer, matte og slagg som deretter kan prosesseres. En annen teknikk som er vanlig å bruke for å utvinne mineraler, er termisk behandling. Her varmes batteriet opp til 100–500 °C, hvilket gir veldig lite materialtap og øker utvinningen av nikkel, kobolt og mangan. Denne metoden kan utføres både før og etter den mekaniske forbehandlingen. Til slutt har vi hydrometallurgi, som ofte utgjør siste trinn i prosessen. Gjennom denne metoden kan man utvinne rene stoffer ved å tilføre forskjellige løsemidler som syreløsninger.

Enkelte selskaper utfører bare den innledende opprivingen eller avelektrifiseringen. Andre utfører enten pyrometallurgi, termisk behandling eller hydrometallurgi. Det er grunnen til at det er så mange selskaper involvert i resirkuleringssyklusen.

Mange resirkuleringsselskaper forsker og investerer for øyeblikket på kombinasjonen mellom termisk og mekanisk behandling, siden det ventes å bli det neste gjennombruddet i resirkulering av batterier. Nytt regelverk omkring batterier kan også føre til at det utarbeides et dokument som vil gjøre batteriresirkuleringsprosessen transparent: et batteripass. Passet vil kort fortalt gi aktører som plukker fra hverandre eller resirkulerer batterier, muligheten til å se batteriets nøyaktige parametere. Det er en digital framstilling av batteriets liv som omfatter informasjon om mineralene i det, og hvor de ble hentet fra, hvor batteriet ble produsert, og hvordan det til slutt kan resirkuleres.

Siden elbilbatterier varer lenge og elbilmarkedet er relativt nytt, er avfall fra forbrukerelektronikk en viktig kilde for batteriresirkulering. For øyeblikket blir bare en liten andel av det elektroniske avfallet som genereres hvert år, korrekt innsamlet og resirkulert. Batteriene i disse apparatene inneholder de samme mineralene som elbilbatterier. Å resirkulere batteriene i gammel elektronikk er ikke bare bra for miljøet, men kan også bidra med svært etterspurte mineraler for produksjon av fremtidige batterier.

Som enkeltperson kan man bidra til å lage fremtidige batterier ved å resirkulere gamle. Vi i bilindustrien må på vår side gjøre alt vi kan for å gjøre resirkuleringsprosessen så bærekraftig og effektiv som mulig.

Resirkulering av batterier er virkelig en kunst. En kunst vi alle kan sette pris på.

Tilknyttet

EVS35: Den elektriske fremtiden

Helt siden 1969 har EVS eller International Electric Vehicle Symposium & Exhibition eksistert. Konferansen har vært holdt i regi av land over hele verden. Den 35. gangen er det Norge som ønsker delegater, politikere, utstillere og bransjefolk fra hele verden velkommen.

Få med deg alle oppdateringene fra Polestar

Nyhetsbrevene våre er et kort sammendrag av alt det siste fra Polestar: nyheter, arrangementer, produktinformasjon og mer.

Abonner
Polestar © 2022 Alle rettigheter forbeholdt
Endre sted: