De productie begint met de winning van materialen zoals lithium, kobalt, nikkel en grafiet. Dit gebeurt wereldwijd en heeft een grote milieu-impact door de mijnbouw. Vervolgens worden deze grondstoffen verwerkt tot batterijcellen en samengevoegd tot complete batterijpakketten, die onder andere in elektrische voertuigen worden ingebouwd.
Gebruik en einde van de levensduur
Een batterij gaat naar verwachting 10 tot 15 jaar mee, en mogelijk zelfs langer; ervaringscijfers zijn nog beperkt voorhanden. Het is wel bekend dat de levensduur afhangt van technologische ontwikkelingen zoals verbeterde batterijmanagementsystemen, aantal laadcycli en het gebruik van het batterijpakket. Zodra een batterij niet meer geschikt is voor in een hybride of elektrische auto kan deze een tweede leven krijgen in een andere toepassing of gerecycled worden om kritieke materialen terug te winnen.
Recycling: een groeiende sector
Batterijrecycling speelt een steeds grotere rol in de Europese strategie voor duurzaamheid en grondstofzekerheid. Nieuwe regelgeving uit 2023 stimuleert hogere recyclingpercentages, wat helpt om de afhankelijkheid van primaire grondstoffen te verminderen en de milieu-impact te verkleinen.
Europa ontwikkelt een netwerk van gespecialiseerde recyclingfaciliteiten, met Duitsland, Frankrijk en Zweden als koplopers. In 2023 was de totale Europese recyclingcapaciteit voor EV-batterijen 17.000 ton, maar dit zal naar verwachting stijgen tot 290.000 ton in 2030.
Hoe werkt batterijrecycling?
Het recyclen van EV-batterijen bestaat uit verschillende stappen om materialen te scheiden en te hergebruiken. Afhankelijk van het proces kan dit bestaan uit een of meer van de volgende stappen, die bij verschillende bedrijven plaatsvinden:
- Voorbewerking: ontladen en demonteren van EV-batterijen.
- Mechanische verwerking: onderdelen shredden en nascheiden.
- Hydrometallurgie: materialen zoals lithium, nikkel en kobalt terugwinnen via chemische processen.
- Pyrometallurgie: smelten van batterijen of materiaalstromen na mechanische verwerking om vervuilingen te verwijderen en/of om metalen te extraheren
Uitdagingen in recyclingfabrieken
De voorbewerking (ontladen en ontmantelen) in recyclingfabrieken is arbeidsintensief en kost tijd; daarnaast is deze activiteit potentieel gevaarlijk door hoogspanning van de batterij, brandgevaar en giftige stoffen die vrij kunnen komen.
De interesse in geautomatiseerde demontage van EV-batterijen groeit dan ook; robotsystemen kunnen batterijpakketten sneller en veiliger demonteren dan mensen dat kunnen, wat de efficiëntie en veiligheid in recyclingbedrijven verhoogt.
Innovaties in geautomatiseerde demontage
Processen voor de voorbewerking van de batterij kunnen in eerste instantie worden verbeterd door het opbouwen van gestandaardiseerde data over batterij-ontwerpsystemen, waarbij kennis over de specifieke batterijen digitaal wordt opgebouwd.
Een volgende stap is het robotiseren van de voorbewerking. Onderzoek aan de RWTH Aachen University laat zien hoe robots batterijpakketten kunnen losschroeven en materialen scheiden met kleinere risico’s en kortere procestijden. Om deze technologieën optimaal te laten werken, zijn gestandaardiseerde data over batterijontwerpen en recyclingprocessen nodig. Daarom wordt er gewerkt aan betere integratie van deze gegevens in automatiseringssystemen.
Innovaties in de behandeling van de grote stroom afvalbatterijen die op ons afkomt, zijn essentieel om veiliger, efficiënter en duurzamer te kunnen werken.
