Aanmelden

Wij ondervinden technische problemen. Uw formulierinzending is niet gelukt. Onze verontschuldigingen hiervoor, probeer het later nog een keer. Details: [details]

Download

Registreren

Wij ondervinden technische problemen. Uw formulierinzending is niet gelukt. Onze verontschuldigingen hiervoor, probeer het later nog een keer. Details: [details]

Download

Bedankt voor het registreren bij Omron

Een e-mail om de registratie van uw account te voltooien is verstuurd naar

Terug naar de website

direct toegang krijgen

Vul hieronder uw gegevens in en ga direct naar de content op deze pagina

Text error notification

Text error notification

Checkbox error notification

Checkbox error notification

Wij ondervinden technische problemen. Uw formulierinzending is niet gelukt. Onze verontschuldigingen hiervoor, probeer het later nog een keer. Details: [details]

Download

Hartelijk dank voor uw belangstelling

U hebt nu toegang tot Een zekere toekomst op batterijen met geautomatiseerde recycling

Een e-mail ter bevestiging is verzonden naar

Ga naar pagina

Hier of direct toegang krijgen om dit document te downloaden

Sustainable Manufacturing
Operational Excellence
Industry 4.0

Een zekere toekomst op batterijen met geautomatiseerde recycling

Gepubliceerd op 17 december 2024 in Sustainable Manufacturing

Batterijen zijn essentieel voor het opschalen van de hoeveelheid duurzame energie in de energiemix en de elektrificatie van vervoer en transport, nu er een transitie plaatsvindt van afhankelijkheid van fossiele brandstof naar technologieën voor schonere energie om te voldoen aan de doelen die zijn overeengekomen op de COP28.

Hierdoor is de vraag naar batterijen sterk toegenomen, vooral in de energie- en transportsector. Volgens de International Energy Agency (IEA) vertegenwoordigt de energiesector meer dan 90% van de totale vraag naar batterijen. Alleen al in 2023 nam het gebruik van batterijen in deze sector met meer dan 130% toe, wat neerkomt op een totaal van 42 gigawatt (GW) dat wordt toegevoegd aan elektriciteitssystemen in de hele wereld. Vooral de opslag van energie is een belangrijke toepassing van batterijen geworden. Op deze manier wordt hernieuwbare energie bewaard en dit zal in de toekomst steeds belangrijker worden. Anderzijds hebben batterijen in de transportsector de opkomst van elektrische auto's, fietsen, vrachtwagens bussen en andere elektrische voertuigen mogelijk gemaakt. 

Onzekerheden omtrent grondstoffen

De toekomstige groei van de productie van batterijen en de industrieën waarin ze worden gebruikt, zal echter sterk afhankelijk zijn van een betrouwbare levering van materialen zoals lithium, kobalt, koper, nikkel, mangaan en grafiet.

Op dit moment domineert China niet alleen de productie van batterijen, maar ook de levering van grondstoffen, omdat het land het merendeel van de mijnen in Afrika, Australië en Zuid-Amerika bezit. Hoewel Europa zijn eigen reserves aan grondstoffen voor batterijen heeft, wordt deze nog geëxploiteerd. Het openen van een mijn is vaak een kwestie van jaren in plaats van maanden.

Een andere manier om grondstoffen te verkrijgen, is ze terugwinnen uit bestaande batterijen. In theorie is dit een veelbelovende strategie voor Europa om de afhankelijkheid van onzekere wereldwijde toeleveringsketens te verminderen en productie met gesloten kringloop te vormen. De realiteit is echter dat het recyclen van batterijen gepaard gaat met complicaties.

Uitdagingen bij het recyclen van batterijen

Het grote probleem is het gebrek aan standaardisering in de chemische samenstelling en constructie van batterijen. Tegenwoordig weet niemand precies wat er in de batterijen zit die in omloop zijn. Recyclers hebben databases samengesteld die ze kunnen raadplegen om het batterijmodel te identificeren en te bepalen welke materialen in een bepaalde batterij worden gebruikt. Zelfs als ze een overeenkomst vinden, is dat echter nog geen garantie dat de anatomie van de batterij die voor hen ligt, overeenkomt met de database. Gedurende zijn levensduur ondergaat een batterij onomkeerbare chemische en structurele veranderingen die kunnen leiden tot verslechtering van het materiaal. Ook kunnen veranderingen van grondstoffenleveranciers tijdens de levenscyclus van een bepaald subtype leiden tot veranderingen in de samenstelling.

Ook kwaliteit is een probleem voor recyclers die grondstoffen uit batterijen willen halen en terugwinnen. Lithium moet bijvoorbeeld 100% zuiver voor hergebruik. Zelfs als het tijdens het recyclingproces slechts heel licht verontreinigd wordt, kan het niet opnieuw worden gebruikt.

Een ander probleem is dat niet alle batterijen in goede staat worden geretourneerd en dat de schade niet altijd is, waardoor het voor recyclers moeilijk is om hun toestand te beoordelen. Een batterij kan bijvoorbeeld afkomstig zijn uit een auto die betrokken is geweest bij een ongeluk of het kan zijn dat de polen van een batterij zijn afgesleten. Dit heeft een negatieve invloed is op de recyclebaarheid van een batterij.

Geschikt voor een tweede leven?

Het recyclen van batterijen gaat niet alleen om het terugwinnen van grondstoffen voor de productie van nieuwe batterijen, maar ook over het repareren en gebruiken van batterijen voor andere doeleinden in toepassingen met een tweede levensduur. Zodra de capaciteit van een batterij is afgenomen tot onder het niveau dat als aanvaardbaar wordt beschouwd voor elektrische voertuigen, namelijk 80%, kan de batterij een tweede leven worden gegeven als onderdeel van een oplossing voor de opslag van energie.

Dit gaat echter gepaard met eigen uitdagingen en recyclers moeten een lang besluitvormingsproces doorlopen om te bepalen of een batterij geschikt is voor toepassingen met een tweede levensduur voordat ze de batterij openmaken. Ze moeten ook voldoende van dezelfde batterijen hebben voor energieopslagprojecten met een grote capaciteit, want het mengen van verschillende soorten batterijen is niet mogelijk.

Batterijen sorteren en demonteren is handwerk

Vanwege de vele uitdagingen is het demonteren van batterijen voor recycling nog steeds een volledig handmatig proces. Het is in feite een omgekeerd productieproces, waarbij de elektronische componenten en de chemicaliën afzonderlijk moeten worden verwijderd. Dit is niet alleen een langzame, zware taak wanneer deze handmatig wordt uitgevoerd, maar ook gevaarlijk werk. De batterij moet worden ontladen voordat hij wordt gedemonteerd, want als een werknemer in aanraking komt met de actieve onderdelen van een opgeladen batterij, kan een ernstige elektrische schok het gevolg zijn. Ook de aanwezigheid van giftige materialen, zoals oplosmiddelen en elektrolyt, vormt een ernstig gezondheids- en veiligheidsrisico bij de omgang met batterijen.

De EU-verordening inzake batterijen

De nieuwe EU-verordening inzake batterijen is een enorme stap in de richting van een circulaire economie voor batterijen en hun componenten. Naast de invoering van doelstellingen voor recyclingefficiëntie, terugwinning van materialen en gerecyclede inhoud, bevat de verordening diverse vereisten die recyclers een eind op weg helpen bij de aanpak van de problemen waarmee ze momenteel worden geconfronteerd.

Een van de bepalingen is dat batterijen die in voertuigen en elektronische systemen worden gebruikt, verwijderbaar moeten zijn. Dit verlengt niet alleen de levensduur van deze producten, maar maakt het ook eenvoudiger om batterijen te verwijderen voor recycling.

Een andere vereiste is dat vanaf 2027 voor alle elektronische voertuig- en industriële batterijen met een capaciteit van meer dan 2 kWh die in de EU-markt worden verkocht, een uniek batterijpaspoort nodig is dat via een QR-code kan worden opgehaald. Dit zal een doorbraak zijn op het gebied van batterijenrecycling, omdat het veel onzekerheden rond de samenstelling van batterijen zal wegnemen.

Er zal echter een lange tijd duren voordat recyclers werkelijk gebruik kunnen maken van digitale paspoorten. Batterijen hebben een minimale levensduur van acht jaar en hun werkelijke levensduur ligt meestal dichter bij 15 jaar. Dit betekent dat de eerste batterijen met digitale paspoorten op zijn vroegst vanaf 2035 beschikbaar zullen zijn voor recycling en dat batterijen zonder paspoorten in 2040 nog steeds in gebruik zullen zijn. In de tussentijd is er een dringende behoefte aan ontwikkeling van op technologie gebaseerde conditietest- en meettechnieken.

Automatisering heeft revolutionair potentieel

Intelligente automatisering is de sleutel tot het veilig en efficiënt sorteren en demonteren van batterijen, zodat ze gemakkelijk kunnen worden gerecycled. Vision- en detectietechnologie kunnen worden gecombineerd met data-analyse en AI om het batterijtype te identificeren; robots kunnen gevaarlijke taken uitvoeren zoals het openen, ontladen en demonteren van de batterij, zonder gevaar voor menselijke werknemers, en gedigitaliseerde processen kunnen de scheiding van de zogeheten 'actieve massa' ondersteunen.

OMRON is een partner in het Duitse researchnetwerk DiLiRec, dat zich de komende drie jaar zal richten op de ontwikkeling van duurzame recyclingprocessen voor het kathodemateriaal lithium-ijzerfosfaat (LFP). Er is vastgesteld dat efficiënte sortering van batterijcellen, ontmanteling van batterijen en het strippen van elektroden, evenals de systematische registratie van gegevens in de subprocessen van batterijenrecycling, voorwaarden zijn voor efficiënte LFP-recycling. OMRON brengt capaciteiten op het gebied van robotica, data-analyse en AI-gestuurde vision en detectie naar het ecosysteem, waarin fabrikanten van batterijen, onderzoekers en recyclers samenkomen.

Het gebrek aan autonomie in de batterijenproductie in Europa bedreigt de toekomstige groei van de elektromobiliteit en energiesector in het continent. De ontwikkeling van de infrastructuur voor batterijenrecycling in de regio is essentieel voor het waarborgen van de levering van grondstoffen die deze sectoren nodig hebben en voor het creëren van de circulariteit die nodig is om het duurzaamheidspotentieel van batterijtechnologieën te realiseren. Het automatiseren van het sorteren en ontmantelen van batterijen is een klein maar cruciaal stukje van deze puzzel, en OMRON is er trots op dat het onderdeel is van een beweging die de overgang naar een nieuw paradigma bevordert.

Neem contact met ons op voor meer informatie

Neem contact op met Omron-specialisten

Hebt u vragen of wilt u persoonlijk advies? Neem gerust contact op met een van onze specialisten.
  • Henry Claussnitzer

    Henry Claussnitzer

We gebruiken cookies op onze website

Deze cookies verbeteren uw ervaring van de website, verbeteren de kwaliteit van onze site en helpen ons u content en advertenties te tonen die waarschijnlijk relevant zijn voor u. We staan ook derden (waaronder onze social media- en advertentiepartners) toe cookies op onze website te plaatsen. 

Door te klikken op 'Alle cookies accepteren' gaat u akkoord met de plaatsing en het gebruik van cookies zoals beschreven in ons cookiebeleid. Als u alleen functionele cookies wilt toestaan, klikt u op 'Essentiële cookies accepteren' en als u de cookies die we kunnen gebruiken zelf wilt instellen, klikt u op 'Cookies beheren'.