Waarom het belangrijk is om lithiumbatterijen te recyclen

Naarmate de vraag naar elektrische voertuigen (EV's) toeneemt, wordt het recyclen van batterijen steeds belangrijker, omdat de batterijen waardevolle materialen bevatten zoals lithium, nikkel en kobalt die op de juiste manier moeten worden gerecycled.

Om lithiumbatterijen te recyclen, moeten ze eerst worden ontladen. Vervolgens worden de stukken uit elkaar gehaald en versnipperd voordat ze worden gesmolten; uiteindelijk kan hun zwarte massa worden gebruikt als grondstof voor de productie van nieuwe batterijen.

Voordelen voor het milieu

Veel lithiumbatterijen belanden op stortplaatsen waar ze aanzienlijke milieuschade kunnen veroorzaken, door de manier waarop hun percolaat - vol zware metalen en chemicaliën die grondwaterbronnen vervuilen en planten en dieren vergiftigen. Recycling van lithiumbatterijen helpt deze bedreiging te verminderen door afval weg te houden van stortplaatsen en tegelijkertijd de materialen te recyclen tot nieuwe batterijen.

Afgedankte lithiumbatterijen bevatten waardevolle mineralen zoals kobalt, nikkel en lithium die worden gebruikt voor hernieuwbare energietechnologieën. Recycling kan de milieuvoetafdruk van mijnbouw helpen verminderen en ervoor zorgen dat deze zeldzame metalen beschikbaar blijven.

Lithiumbatterijen die worden gerecycled door middel van smelten ondergaan meestal een duur en arbeidsintensief proces dat smelten wordt genoemd, waarbij de batterij wordt versnipperd om metalen te winnen voor hergebruik in nieuwe batterijen. Hoewel smelten duur en lastig kan zijn, helpt het de kosten voor het winnen van grondstoffen te verlagen en kan het helpen het milieu te redden door afval weg te houden van stortplaatsen. Kyburz Zwitserland heeft een andere recyclingmethode ontwikkeld die bekend staat als directe recycling. Hierbij wordt de batterij opengezaagd en worden de elektroden eruit gehaald, zodat de kathoden kunnen worden gescheiden en opnieuw kunnen worden gebruikt in nieuwe batterijtoepassingen, waarbij oude batterijen die anders zouden worden gestort, worden hergebruikt.

Het recyclen van lithiumbatterijen is een andere belangrijke manier om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen. Bij de productie van batterijen wordt veel energie gebruikt, waardoor schadelijke broeikasgassen ontstaan die bijdragen aan klimaatverandering. Recycling vermindert de behoefte aan grondstoffen en het energieverbruik, wat uiteindelijk resulteert in een lagere productie van broeikasgassen.

Het recyclen van lithiumbatterijen is ook goed voor het milieu omdat het e-waste vermindert. Dit helpt bodem- en watervoorraden te behouden en stimuleert milieubewustzijn; bovendien is iedereen gebaat bij een circulaire economie via het recyclen van batterijen, ook toekomstige generaties.

Lithium-ion batterijen zijn complexe technologieën en vereisen deskundige behandeling om schade of defecten in de onderdelen te voorkomen. Daarom is het van vitaal belang dat alleen recyclingbedrijven met toegang tot gespecialiseerde apparatuur lithiumbatterijen op een verantwoorde en veilige manier recyclen.

Economische voordelen

Het recyclen van lithiumbatterijen biedt verschillende belangrijke milieuvoordelen. Minder mijnbouw en verwerking betekent minder milieuvervuiling, terwijl er banen worden gecreëerd in de recyclingindustrie en wordt bijgedragen aan een duurzamere economie voor schone energie. Bovendien helpt recycling bij het verminderen van stortvolumes, omdat batterijen die daar rechtstreeks naartoe worden gestuurd brandgevaarlijk kunnen zijn; bovendien is er beperkte ruimte beschikbaar voor stortplaatsen.

Het recyclen van batterijen kan bedrijven die lithium-ionbatterijen produceren geld besparen doordat ze minder grondstoffen hoeven te importeren voor de productie, waardoor ze beter kunnen concurreren met buitenlandse concurrenten en tegelijkertijd bijdragen aan een ecologisch duurzame wereldeconomie.

Hydrometallurgie en pyrometallurgie zijn twee methoden om lithiumbatterijen te recyclen. Bij hydrometallurgie wordt de batterij versnipperd voordat deze wordt blootgesteld aan hitte of zuur om de materialen te scheiden - handmatig of met behulp van grote machines die speciaal voor deze taak zijn ontworpen. Pyrometallurgie houdt in dat zowel de kathode als de anode samen worden gesmolten zodat ze onafhankelijk van elkaar kunnen worden gerecycled; vervolgens kunnen beide delen afzonderlijk worden gerecycled met behulp van een van de bovenstaande processen.

Princeton NuEnergy, een startend bedrijf, maakt gebruik van plasmatechnologie bij lage temperatuur om kathodemateriaal te reinigen en te scheiden van anodes - deze methode kan kosteneffectiever blijken dan andere, waarvoor dure apparatuur of een ingewikkeld chemisch proces nodig is.

Kyburz heeft een recyclingproces ontwikkeld waarbij alle onderdelen van lithium-ionbatterijen worden gerecycled. Dit proces zou de kosten kunnen verlagen en batterijen duurzamer kunnen maken, maar bevindt zich momenteel nog in een vroeg stadium van ontwikkeling. Helaas maken de beperkingen het proces niet geschikt voor alle batterijtypen die op de markt verkrijgbaar zijn.

De economische aspecten van het recyclen van lithiumbatterijen zijn moeilijk in te schatten vanwege de volatiele prijs en de onvolwassen technologie. Er werd een nieuw model ontwikkeld dat de kosten-batenverhouding van gebruikte batterijen schat na het in overweging nemen van de initiële investeringskosten, de exploitatie- en onderhoudskosten en de kosten voor het extraheren van edelmetaal. Na het uitvoeren van tests met echte batterijen als voorbeeld bleken de voorspellingen goed overeen te komen met de werkelijke waarden.

Sociale voordelen

Lithiumbatterijen bevatten giftige, niet biologisch afbreekbare materialen zoals kobalt, nikkel en lithium die in de bodem of het water kunnen lekken als ze verkeerd worden weggegooid. Het recyclen van lithiumbatterijen is een manier om milieuvervuiling te voorkomen door ze weg te houden van stortplaatsen en verbrandingsovens, terwijl het economische voordelen biedt door de kosten voor batterijafvalbeheer te verlagen.

De meeste lithiumbatterijen die gerecycled worden, doorlopen een smelt- en extractieproces bij hoge temperatuur dat bekend staat als smelten, wat energie kost en vervuilende stoffen zoals SOx kan produceren. Dankzij nieuwe technologie is dit proces echter energie-efficiënter geworden; zo kan de Kyburz batterijrecyclingmachine 90% van al het materiaal terugwinnen met een aanzienlijk lager energieverbruik vergeleken met traditionele smeltprocessen; bovendien is hun methode minder gevoelig voor vervuiling door tussenliggende verwerkingsstappen die onzuiverheden in het materiaal kunnen creëren.

Het recyclen van batterijen kan ook bijdragen aan de bescherming van het milieu door het behoud van de waardevolle grondstoffen die worden gebruikt om ze te maken, waardoor de grondstofintensieve mijnbouw en ecologisch destructieve extractiemethoden worden verminderd. Bovendien kan recycling helpen om de prijzen te verlagen door de vraag te beperken.

Het recyclen van batterijen is ook een economische keuze voor zowel consumenten als bedrijven die afhankelijk zijn van batterijen, omdat het produceren van batterijen met grondstoffen duurder is dan het recyclen van onderdelen tot nieuwe batterijen. Bedrijven kunnen geld besparen door meer te recyclen en zo de productiekosten te verlagen en de besparingen door te berekenen aan de consument.

Installaties voor batterijrecycling creëren banen en bevorderen de economische ontwikkeling in hun gastgemeenschappen door geschoolde arbeiders te leveren die batterijen demonteren voor recyclingdoeleinden en materialen winnen voor extractie, waardoor inkomsten worden gecreëerd voor lokale huishoudens en tegelijkertijd wordt bijgedragen aan een gevestigde lokale economie.

Hoewel het primaire doel van het recyclen van batterijen het voorkomen van milieuvervuiling is, heeft het ook sociale en economische voordelen die dat ver overstijgen. Het doel is uiteindelijk om over te stappen van fossiele brandstoffen naar schone energie die een positieve invloed heeft op klimaatverandering en tegelijkertijd het leven in ontwikkelingslanden verbetert - dit doel kan alleen worden bereikt door recycling bij elke gelegenheid wereldwijd aan te moedigen. Het promoten en aanmoedigen van het recyclen van batterijen helpt de wereldgemeenschap om dit doel te bereiken.

Veiligheid

Naarmate de vraag naar duurzame lithiumbatterijen voor EV's en andere apparaten toeneemt, wordt recycling steeds belangrijker. Hergebruik van deze batterijen zal helpen om kostbare metalen zoals nikkel, kobalt en lithium te behouden, terwijl de mijnbouwkosten en de koolstofvoetafdruk met ongeveer 25% worden verlaagd volgens een analyse van McKinsey.

De Environmental Services Association meldt dat een van de grootste uitdagingen bij het verwerken en transporteren van deze gevaarlijke stoffen is om werknemers niet in gevaar te brengen of brand te veroorzaken tijdens het verwerken en transporteren van deze gevaarlijke stoffen. Een bron van gevaar zijn beschadigde batterijen die kunnen vonken of ontploffen wanneer ze worden blootgesteld aan bepaalde omstandigheden - bijvoorbeeld wanneer ze worden geplet, doorboord of per ongeluk in water worden geplaatst - wat alleen vorig jaar al leidde tot meer dan 250 branden op afvalfaciliteiten!

Batterijbranden kunnen ontstaan wanneer de barrière tussen kathode en anode breekt, waardoor lithiummoleculen snel extreem hoge temperaturen bereiken en thermische runaway veroorzaken. Als de batterij te snel wordt opgeladen of afgekoeld, kan dit proces nog verder versnellen.

Lithiumbatterijen vormen een ernstig brandgevaar op de werkplek als er verkeerd mee wordt omgegaan, waardoor ze zich kunnen verspreiden naar nabijgelegen structuren en bij een ongeluk ernstig letsel of de dood kunnen veroorzaken.

Als u met een gecertificeerde recycler werkt, kunt u er zeker van zijn dat uw lithiumbatterijen op de juiste manier worden gerecycled. Ze belanden niet in algemene afvalbakken of -zakken, noch in bakken met metalen en elektronica - zodat ze uit de buurt blijven van water of andere bronnen die er per ongeluk mee in contact kunnen komen.

Gecertificeerde recyclingbedrijven houden zich aan strenge veiligheidsprotocollen en beschikken ook over de infrastructuur die nodig is om deze materialen te verwerken, zoals speciale containers, apparatuur en opslagruimte. Verder zijn RCRA-vergunningen essentieel en moeten ze voldoen aan alle andere normen voor vaste afvalvoorzieningen; bovendien hebben ze een systeem dat de locaties van batterijen bewaakt terwijl ze worden gerecycled.