Batteriåtervinnaren Li-Cycle: ”Svarta massan blir det nya guldet”

2022-04-06 06:00  

Kanadensiska Li-Cycle återvinner litiumjonbatterier och kan återföra upp till 95 procent av de kritiska materialen. Men målet är att nå ännu högre. Nyligen beslutade bolaget att etablera sig i Norge. 

Världens samlade kapacitet att tillverka litiumjonbatterier skjuter i höjden, i takt med att försäljningen av elbilar ökar. Även om battericellerna kan ha ett andra och tredje liv framför sig innan de är utslitna, så växer behovet av att kunna återvinna dem. 

Samtidigt är ett nytt EU-gemensamt batteridirektiv på väg, vilket ställer krav på att nya batterier tillverkas med en viss andel återvunnet material.

I Sverige har Northvolt fått mest uppmärksamhet. Bolaget är primärt en celltillverkare men bygger även en återvinningsanläggning i anslutning till batterifabriken i Skellefteå. I Halmstad bygger också Stena Recycling ut för att även kunna ta hand om litiumjonbatterier. 

Batteriåtervinning med våt process

I Toronta i Kanada finns Li-Cycle, grundat 2016 och börsnoterat sedan augusti i fjol. Företaget liknar sin verksamhet vid ett hjul som består av ekrar och nav. Uttjänta batterier behandlas först mekaniskt i en eker och går sedan vidare till en annan anläggning kallad nav där den kemiska separationen av materielen sker.

En av Li-Cycles anläggningar i Kingston, Ontario, där batterier strimlas. Bolaget kallar anläggningen för en eker. Foto: Li-Cycle

I en eker strimlas batterierna i en våt process, vilket innebär mindre damm och minskad brandrisk än om det skett i en torr process. Vissa komponenter, som aluminium, koppar och plast kan skiljas ut redan vid detta steg. Det som blir kvar kallas för den svarta massan, ett svart pulver med bland annat grafit, nickel, litium och mangan. Den skickas vidare till ett nav för fortsatt behandling.

Batterimetaller stiger i pris

I takt med att råvarupriserna nu skjuter i höjden håller den svarta massan på att bli ”det nya guldet”, säger Manfred Schmidt, som höstas tillträdde rollen som Li-Cycles kommersiella chef för Europa, Mellanöstern och Afrika, till Ny Teknik. 

Li-Cycle tillkännagav nyligen att de ska bygga två ekrar i Europa, en i Norge och en i Tyskland. Var den norska anläggningen hamnar är ännu inte avgjort, men den ska byggas tillsammans med batterisystemtillverkaren Eco Stor och celltillverkaren Morrow Batteries. Kapaciteten blir 10 000 ton batterier per år. Bolaget har hittills byggt eller tillkännagivit totalt sju ekrar. 

Bolagets hittills enda nav håller på att uppföras i amerikanska Rochester, New York. Miljötillståndet godkändes för ungefär en månad sedan och anläggningen väntas stå klar i mitten av nästa år. Kapaciteten blir motsvarande 60 000 ton batterier per år.

Hydrometallurgisk behandling

Här ska den svarta massan genomgå en hydrometallurgisk behandling, alltså samma metod som svenska Northvolt har utvecklat tillsammans med Chalmers. Det är en process där batterimineral lakas ur med hjälp av kemikalier. Den konventionella metoden kallas för pyrometallurgisk, vilket innebär smältning. Men den kräver mycket energi och innebär även att bland annat litiumet går förlorat. 

Slutligen efterbehandlas de separerade ämnena, för att uppnå den renhetsgrad som krävs för att kunna använda dem vid nytillverkning av celler. Slutprodukterna är bland annat litiumkarbonat, koboltsulfat och nickelsulfat.

Batteridirektivet uppdateras

Eftersom EU genom en uppdatering av batteridirektivet kommer att kräva en viss andel återvunnet material i batterier, och att specifika materialandelar kan återföras från uttjänta batterier, är den hydrometallurgiska metoden ett givet val, menar Manfred Schmidt. 

Batterier sorteras inför strimling i anläggningen i Kinsgton. Foto: Li-Cycle

För 2030 är det föreslagna målet att fyra procent av det litium som används i nya battericeller ska vara återvunnet. Till 2035 ska det ha ökat till 10 procent. Dessutom finns insamlingsmål för hur stor andel av specifika ämnen som ska tas tillvara från uttjänta batterier. Från 2026 ska till exempel 70 procent av allt litium tas tillvara. Till 2030 ska det ha ökat till 90 procent.  

– Jag tillbringade tio år i blysyravärlden där vi återtog ungefär 98,5 procent av blyet. Bly är enkelt att smälta, det går att få hög renhet och man kan mer eller mindre bygga ett nytt batteri av det gamla. Inom litiumjonbranschen har vi samma behov av att nå lika högt. Vi är inte där riktigt ännu, men på 95 procent. Med den pyrometallurgiska metoden förlorar man helt enkelt för mycket material längs vägen, säger han. 

Hur mycket bättre kan ni göra er teknik? Kan ni nå 100 procent? 

– Vi fokuserar på ett antal innovationssteg som vi kan ta, och har ett utvecklingsteam som jobbar på det. Men svaret är väl att ni får hålla ögonen öppna. Målet är att närma oss fullt återtagande av allt material. 

NCM, NCA, LCO och LFP

I dagsläget kan Li-Cycle återvinna batterier av typen NCM och NCA som är vanliga i elbilar, samt LCO, som finns i bärbar elektronik. Manfred Schmidt säger även att företaget har en lösning för LFP-batterier på plats, en batterityp som hittills mest produceras i Kina.  

– Tekniskt sett är det inget problem, vi kan processa dem. Det är mer en fråga om ekonomi och hur vi designar affären för kunden, säger han. 

LFP-batterier är visserligen billigare att köpa än NMC, men eftersom värdet av de ingående komponenterna är lägre så påverkar det kostnaden över livscykeln när även återvinningen tas hänsyn till. LFP innehåller varken kobolt eller nickel, till exempel. 

Avfall från celltillverkning

Li-Cycle kan även ta hand om avfall från celltillverkning, men det kräver att delar av processen justeras. 

Vilka material är mest lönsamma för er att återvinna? 

– Jag vill inte peka ut något specifikt ämne, men det är välkänt att nyckelmaterialen är kobolt, nickel, mangan och litium. De gör de största delen av intäkterna. Sen har vi även grafit, koppar och aluminium som är en annan historia, säger han.  

Li-Cycle kommer att kunna transportera materialet från sina planerade anläggningar i Norge och Tyskland till navet i USA, eller sälja det på marknaden. På frågan om företaget ser ett behov av ett nav även i Europa, där den svarta massan kan behandlas, säger Manfred Schmidt att det är för tidigt att säga.   

– Just nu fokuserar vi på ekrarna i Norge och Tyskland samt navet i USA. Men det kommer mera. Det vi nu har påbörjat är inte det sista vi gör, säger han. 

Johan Kristensson

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt