Green Transport Delta – Elektrificatie

Werkpakket 6 van het GTD-E-project richt zich op de recycling van lithiumion batterijen. Dit rapport geeft een overzicht van de huidige en toekomstige batterijtechnologieën, met als doel inzicht te bieden in de te verwerken materialen in toekomstige recyclingfaciliteiten. Daarnaast wordt een marktprognose gegeven over de verwachte hoeveelheden batterijen die op de markt komen en gerecycled zullen worden.

Werkpakket 6 van het GTD-E project richt zich op de recycling van lithiumion batterijen. Dit rapport geeft een gedetailleerde beschrijving van de recycling van lithiumion batterijen in Europa, inclusief een voorstel voor (een combinatie van) recyclingtechnologieën voor een nieuwe recyclingfabriek. De nadruk ligt op hydrometallurgische processen in plaats van pyrometallurgische processen, omdat de eerstgenoemde geacht worden voordelen te hebben ten opzichte van de laatstgenoemde met betrekking tot het terugwinnen van lithium (d.w.z. verliezen in de slak), energiegebruik, en bezorgdheid over de gevolgen voor de gezondheid en het milieu. Een selectie van vijf processen, bestaande uit zowel gemengde precipitatie- als solventextractieprocessen, wordt in meer detail bestudeerd met behulp van een semi-kwantitatieve benadering om de (on)voordelen van elk proces te beoordelen en tot een optimale combinatie van processtappen te komen.

Werkpakket 6 van het GTD-E project richt zich op de recycling van lithiumion batterijen. Dit rapport behandelt de evaluatie en optimalisatie van een voorbewerkingsproces.

De procesbeoordeling omvat:

• Het bepalen van de efficiëntie van de terugwinning van “black mass” door middel van het bepalen van de massabalans van het proces.
• Het beoordelen van de kwaliteit van de outputmaterialen door de chemische en fysische samenstelling te bepalen.
• Het evalueren van de efficiëntie van de verwijdering van het elektrolyt door de massabalans en verschillende outputstromen te onderzoeken.
• Door de laadtoestand van de input batterijen te variëren wordt onderzocht wat de impact in van gedeeltelijke pyrolyse, veroorzaakt door het verkleinen (shredden) van geladen batterijen, op de kwaliteit van de outputmaterialen.

Daarnaast werd de mogelijkheid onderzocht om de terugwinning van kathode-actieve materialen te verhogen door verschillende extra verwerkingsstappen voor de restfractie te testen.

In deze laatste publicatie vanuit het Batterij Recycling werkpakket zijn de resultaten van de drie eerdere publicaties (zie hierboven) gecombineerd tot een blauwdruk van potentiële batterijrecyclingprocessen in Nederland. Op basis van deze schaalbare en flexibele blauwdruk is een initiële techno-economische analyse van de potentiële batterijrecyclingprocessen uitgevoerd. Dit geeft inzicht in hoe een recyclinglijn eruit zou kunnen zien en welke investeringen nodig zijn voor het opzetten van een recyclinglijn. De ontwikkeling van de gebruikte methodologie in dit werk was een belangrijk doel van dit project, met als voordeel dat het ook geschikt is voor toepassing op alternatieve metaalrecyclingprocessen of nieuwe iteraties van techno-economische beoordelingen met beter gespecificeerde informatie.