El proceso de reciclaje de la batería de un coche eléctrico

En Europa, la directiva 2006/66/CE sobre baterías y acumuladores exige que al menos el 50% de la batería de un vehículo eléctrico de iones de litio sea reciclada. También está prohibido abandonar o incinerar las baterías de los coches eléctricos.

En Francia, el sector del reciclaje está compuesto principalmente por dos empresas: SNAM (Société Nouvelle d’Affinage des Métaux) en Ródano y Euro Dieuze en Mosela.

 

Las baterías se recogen primero en centros especializados para proceder al desmantelamiento de cada elemento.

La primera etapa es descargar completamente la batería y luego extraerla del vehículo, lo que requiere aproximadamente una hora de mano de obra. Esta operación puede ser realizada directamente por el fabricante del automóvil, por un centro de desguace especializado o por la empresa de reciclaje.

La siguiente etapa es el desmontaje de la batería, que se realiza más comúnmente directamente en la planta de reciclaje. La batería debe colocarse en un sarcófago de transporte para ser trasladada del centro de extracción a un centro especializado en el reciclaje de baterías.

La fase de desensamble es bastante laboriosa, ya que una batería se compone de varios módulos que a su vez contienen cientos de celdas individuales de litio-ion. Por ejemplo, un Renault Zoe está compuesto por 48 módulos metálicos, que deben abrirse uno a uno para extraer los metales contenidos en su interior.

Durante el desmantelamiento de las baterías, cada pieza se clasifica y cada componente se recicla de manera diferente. Se pueden encontrar componentes electrónicos, elementos de estructura, plástico y, por supuesto, metales: cada elemento irá a una filière de reciclaje adecuada.

Las empresas especializadas en baterías de coches eléctricos tratan principalmente las celdas de litio-ion, que contienen, entre otros, litio, cobalto, níquel o manganeso. El objetivo es separar todos estos elementos para reciclarlos mediante diferentes procesos, incluyendo el triturado.

Para extraer los metales contenidos en las celdas de las baterías, se pueden utilizar diferentes técnicas, como la trituración, la hidrometalurgia o la pirometalurgia.

La trituración se utiliza para separar los elementos de las celdas eléctricas: las máquinas producen pequeños trozos de cobre, aluminio o incluso plástico. La trituración también permite obtener un polvo negro que contiene todos los materiales activos de la celda, como el litio, el cobalto o el níquel.

Estos metales raros pueden ser separados mediante procesos fisicoquímicos: concretamente, el polvo negro pasará aproximadamente una semana en un tanque químico y al final se encontrarán, por ejemplo, trozos de níquel. A esto se le llama hidrometalurgia, técnica mediante la cual los metales ferrosos se separan magnéticamente de los no ferrosos.

Además de las técnicas combinadas de trituración e hidrometalurgia, también se puede utilizar la pirometalurgia. Este método consiste en introducir las celdas de litio-ion en hornos de pirólisis para que se calienten a alta temperatura y los metales se separen por condensación. De este método se obtienen tres productos: metales ferrosos, metales no ferrosos y escorias.

Una vez que los metales están separados, deben ser purificados y devueltos a su estado sólido para poder ser reutilizados.

Todo el interés de estas diferentes técnicas de trituración o pirometalurgia es recuperar las materias primas para reutilizarlas en otras industrias. Los diferentes metales se convierten nuevamente en estado sólido para obtener lo que los profesionales llaman “pasteles”.

Los metales no ferrosos, como el cobre, el níquel o el aluminio, se refinan en soluciones ácidas para ser utilizados en la metalurgia. Por ejemplo, el hidróxido de níquel se utiliza para componer un acero inoxidable o una aleación, que puede servir en productos cotidianos como las cuchillas de los cuchillos de cocina o los rieles de las puertas de garaje.

Los metales ferrosos, por su parte, se utilizan en la siderurgia y, en particular, para cuchillos de lujo o en los discos de freno de los trenes de alta velocidad (TGV).

Finalmente, los tratamientos realizados sobre los metales permiten obtener escorias, que son subproductos de la fusión a alta temperatura de los metales en estado líquido. Estas escorias pueden utilizarse en la fabricación de lana de roca y son valoradas como relleno para carreteras o como materia prima para el cemento.

Estos metales también se utilizan como materias primas en la fabricación de nuevas baterías para coches eléctricos. El objetivo del reciclaje de circuito corto es asegurar una forma de independencia de Europa en el acceso a estas materias primas, que se extraen originalmente en otros países. Los actores de esta industria desean establecer una economía circular que reduzca el transporte y, sobre todo, la extracción de estos metales raros.

Sin embargo, los metales reciclados no son lo suficientemente puros para ser reutilizados en la fabricación de baterías. Por eso, los científicos han desarrollado una solución química para hacer que los metales sean ultrapuros: se trata de la empresa Solvay, que tiene una planta en La Rochelle. La empresa procesa estos metales en tanques químicos para lograr una pureza superior al 99%.

El proceso aún no es rentable, pero los industriales son optimistas y creen que lo será gracias al aumento en el número de baterías que se reciclarán en los próximos años.

 

Antes que nada, es importante saber que no todas las baterías son recicladas. De hecho, muchos fabricantes buscan soluciones para ofrecer una segunda vida a las baterías de sus coches eléctricos, especialmente mediante el uso estacionario y el almacenamiento de energía.

Esta solución se utiliza en el caso de que la batería aún tenga energía que pueda ser aprovechada. De lo contrario, la Directiva Europea mencionada anteriormente establece que los fabricantes son responsables de sus baterías y deben reciclarlas ellos mismos o recurrir a una empresa especializada en el reciclaje de baterías.

Sin embargo, no todos los elementos de una batería pueden ser reciclados. Existen elementos residuales que no tienen suficiente valor en relación con el costo del reciclaje. Los materiales plásticos, los carbones, los grafitos y las partículas filtradas por las chimeneas durante el reciclaje deberán ser enterrados en vertederos especializados.

Según una entrevista de la SNAM para Automobile Propre, «el 2% de los residuos provenientes del reciclaje no pueden ser tratados y se envían al vertedero […] es decir, entre 20 y 30 toneladas al año de 6000 toneladas». Según otras fuentes, esta cifra puede ascender hasta el 10% de residuos enterrados.

 

Según los métodos utilizados, el reciclaje de una batería de coche eléctrico puede generar contaminación. Este es particularmente el caso de la pirometalurgia, donde los hornos a alta temperatura consumen una gran cantidad de energía y emiten gases de efecto invernadero, especialmente CO2.

No obstante, el sector del reciclaje en Europa está innovando para ofrecer soluciones más ecológicas. Por ejemplo, el proyecto ReLieVe (Reciclaje de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos) impulsado por Suez, Eramet y BASF busca reciclar el 100% de las baterías para 2025 mediante un proceso innovador.

También podemos mencionar a la empresa alemana Duesenfeld, que utiliza un método de reciclaje en frío, lo que permitiría consumir un 70% menos de energía y recuperar el 85% de los materiales para nuevas baterías.

Si desea saber más sobre este prometedor sector, le invitamos a leer nuestro artículo sobre el reciclaje de baterías de coches eléctricos en 2020.