EO

'Gerecycleerde lithiumbatterijen even goed - en soms zelfs beter - als nieuwe'

20 oktober 2021 om 12:05 uur

Lithium-ionbatterijen, met hun gebruik van riskant gedolven metalen, bezoedelen het groene imago van EV's. Recycling om die waardevolle metalen terug te winnen, zou de sociale en ecologische impact van mijnbouw minimaliseren, miljoenen tonnen batterijen van stortplaatsen houden en het energieverbruik en de emissies die worden veroorzaakt door het maken van batterijen verminderen.


Maar terwijl de recyclingindustrie voor EV-batterijen een vlucht begint te nemen, blijft het moeilijk om autofabrikanten ertoe te brengen gerecyclede materialen te gebruiken. "Over het algemeen hebben mensen de indruk dat gerecycled materiaal niet zo goed is als nieuw materiaal", zegt Yan Wang, hoogleraar werktuigbouwkunde aan het Worcester Polytechnic Institute (VS) en mede-oprichter van Battery Resourcers, een start-up die kathoden recyclet. "Batterijbedrijven aarzelen nog steeds om gerecycled materiaal in hun batterijen te gebruiken."

 

Volgens een studie door Wang en een team met onderzoekers van het Amerikaanse Advanced Battery Consortium (USABC) en batterijbedrijf A123 Systems, hoeven batterij- en autofabrikanten zich echter geen zorgen te maken. Blijkens de resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift Joule, kunnen batterijen met gerecyclede kathoden net zo goed of zelfs beter zijn dan batterijen die nieuwe materialen gebruiken.

 

Het team testte batterijen met gerecyclede NMC111-kathodes, de meest voorkomende kathodesmaak die een derde van nikkel, mangaan en kobalt bevat. De kathoden zijn gemaakt met behulp van een gepatenteerde recyclingtechniek van Battery Resourcers.

 

Het gerecyclede materiaal vertoonde een meer poreuze microscopische structuur waardoor lithiumionen beter in en uit kunnen glippen. Het resultaat: batterijen met een energiedichtheid die vergelijkbaar is met die gemaakt met commerciële kathoden, maar die ook een tot 53% langere levensduur hebben.

 

Hoewel de gerecyclede batterijen niet in auto's werden getest, werden tests uitgevoerd op industrieel relevante schaal. De onderzoekers maakten 11 ampère-uur industriestandaard zakcellen geladen met materialen met dezelfde dichtheid als EV-batterijen. Ingenieurs bij A123 Systems hebben de meeste tests uitgevoerd, zegt Wang, met behulp van een protocol dat is ontwikkeld door de USABC om te voldoen aan de commerciële levensvatbaarheidsdoelen voor plug-in hybride elektrische voertuigen. Hij zegt dat de resultaten bewijzen dat gerecyclede kathodematerialen een levensvatbaar alternatief zijn voor nieuwe materialen.

 

Het gaat om de kathode

EV-batterijen zijn complex en het is niet eenvoudig om ze te recyclen. Het houdt in dat je ze verbrandt met veel energie, of ze vermaalt en oplost in zuren. De meeste grote recyclingbedrijven, die voornamelijk batterijen voor consumentenelektronica recyclen, en opkomende startups voor het recyclen van batterijen gebruiken deze methoden om afzonderlijke elementen te produceren voor verkoop aan batterijmateriaalbedrijven, die op hun beurt de hoogwaardige materialen voor auto- en batterijfabrikanten zullen maken.

 

Maar de echte waarde van een EV-batterij zit in de kathode, benadrukt Wang. Kathodematerialen zijn gepatenteerde combinaties van metalen, waaronder nikkel, mangaan en kobalt, die worden verwerkt tot deeltjes met specifieke afmetingen en structuren.

 

De recyclingtechnologie van Battery Resources produceert verschillende kant-en-klare NMC-kathodematerialen op basis van wat een autobedrijf wil. Dat betekent dat de verkoop van de gerecyclede materialen winst kan opleveren, iets wat volgens recyclingbedrijven moeilijk kan zijn. "Wij zijn het enige bedrijf dat een output levert die een kathodemateriaal is", zegt hij. "Andere bedrijven maken elementen."

Hun technologie omvat het versnipperen van batterijen en het verwijderen van de stalen behuizingen, aluminium- en koperdraden, plastic en zakmaterialen voor recycling. De resterende zwarte massa wordt opgelost in oplosmiddelen en het grafiet, koolstof en onzuiverheden worden uitgefilterd of chemisch gescheiden. Met behulp van een gepatenteerde chemische techniek worden het nikkel, mangaan en kobalt vervolgens in de gewenste verhoudingen gemengd om kathodepoeders te maken.

 

Fabrieken in VS en Europa

Battery Resources verkoopt zijn gerecyclede materialen al op kleine schaal aan batterijfabrikanten. Het bedrijf is van plan om in 2022 zijn eerste commerciële fabriek te openen, die 10.000 ton batterijen zal kunnen verwerken. In september hebben ze 70 miljoen dollar opgehaald, waarmee ze van plan zijn om tegen eind 2022 nog twee faciliteiten in Europa te lanceren.

 

Reacties (1)

Een mooie ontwikkeling waaraan magneten een belangrijke bijdrage leveren. https://www.goudsmitmagnets.com/nl/announcements/news/magnetic-separator-for-lithium-battery-powder
Peggy Ector, 21 oktober 2021 09:04
 

Gerelateerd nieuws

Rathenau: 'Volop kansen om impact innovaties te vergroten'

Rathenau: 'Volop kansen om impact innovaties te vergroten'

Er liggen volop kansen om kennis en innovatie beter in te zetten voor de grote uitdagingen van de samenleving, zoals klimaatverandering, de toekomst van de gezondheidszorg of een eerlijke data-economie. Dat stelt…

ABN Amro: Industriële CO2 reductiedoelen in wankel evenwicht met investeringen en concurrentiekracht

ABN Amro: Industriële CO2 reductiedoelen in wankel evenwicht met investeringen en concurrentiekracht

In Nederland is het gat tussen het niveau van de totale CO2 uitstoot in 2019 en het doel in 2030 nog zo’n 52%. Om het reductiedoel te halen moet tot en met 2030 nog circa 100.504 miljoen kg CO2 worden gereduceerd. Dit…

Engineering Event Safety 2021: Veiligheid moet simpel zijn

Engineering Event Safety 2021: Veiligheid moet simpel zijn

Vanwege de nieuwe coronamaatregelen was het nog even spannend, maar het Engineering Event Safety kon gewoon veilig doorgaan. Op 17 november verzamelden een kleine 200 machinebouwers, engineers, ontwerpers en…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Xelity 10TX is dé IP67 switch voor professionele netwerken

Murrelektronik heeft een IP67 Managed switch met 10 poorten aan het assortiment toegevoegd. Deze bespaart ruimte in de...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Güdel Benelux
Güdel Benelux

Lineaire aandrijf componenten en oplossingen

Orfa Visser BV
Orfa Visser BV

Gespecialiseerd in Forceren, Dieptrekken, Flenswalsen, Lassen en Apparatenbouw.

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

30 november 2021

The Battery Show

A conference and trade fair focused on keeping up with developments in the advanced battery and...

1 december 2021, Den Bosch

Food Technology

Hoe ziet het voedselsysteem van de toekomst eruit? Welke rol speelt technologie hierin?

3 december 2021, online

Seminar on the recycing of permanent magnets

This seminar presents a technical and market overview of magnet recycling in the EU, with current R&I...

Meer agendapunten »