RESURSEFFEKTIVISERING VID NYPRODUKTION AV ELBILSBATTERIER

Arbetet som presenteras baseras på möjligheten att resurseffektivisera produktionen av elbilsbatterier, närmare bestämt battericellen som utgör kärnan av batteriet. Två typer av litiumjonbatterier undersöks i detta arbete, NMC och NCA. Syftet med arbetet bygger på att undersöka batteriets livscykel för att identifiera områden att förbättra för att på så sätt kunna effektivisera produktionen av nya batterier. I bakgrunden ges en överblick över tillväxten av elbilar på marknaden och att produktionen av bilarna ökar. Med produktionen av bilarna ökar även produktionen av batterierna. Det visar sig i flera undersökningar att elbilsbatterier har en signifikant påverkan på miljön och differentierar sig mindre än väntat från den traditionella fossildrivna bilen när det kommer till energianvändning. Därför är denna resurseffektivisering nödvändig och vital i samband med den ökande produktionen. En ingående förklaring på hur batteriets livscykel påverkas miljön inleder rapporten för att ge en stark bakgrund till syftet. I rapporten presenteras även exempel på åtgärder succesivt, där funderingar och teorier presenteras. Rapporten innefattar även en förklaring av vad batterierna består av samt hur det är uppbyggt såväl tillverkade. Här ingår olika metoder, tillvägagångsätt samt åtgärder för att förbättra processerna. Rapporten slutar med en gedigen diskussion med en fastställd slutsats. För att kunna identifiera områden att effektivisera går rapporten in på olika delar i batteriets livscykel. Flera områden inom framtagning av mineraler och råvaror visar sig möjliga för effektivisering, som tillexempel energianvändningen för använd utrustning. Vid cellproduktionen visar det sig även finnas indikatorer för effektivisering. Här är det katodpulverproduktionen som kräver mycket energi och anses som ett bra område belysa. När det kommer till monteringen av batteriet krävs olika torkningsprocesser med torkrum. Dessa processer är ytterligare ett område som sticker ut och som nämns som ett område att effektivisera. Rapporten går sedan in på olika alternativ att återvinna delar från äldre batterier där främst metoder som hydrometallurgi och pyrometallurgi analyseras. Här visar det sig återvinningen idag inte är ekonomiskt försvarbart på grund av den låga volymer batterier som kan återvinnas. För många producerande företag är en stor volym en grund för lägre kostnader per producerad vara. Det är alltså lönsammare att tillverka nya elbilsbatterier utan användningen av återvunnet material. Undersökningar som gjorts i detta arbete visar dock att i takt med att fler elbilar tillverkas varje år och återvinningstekniken utvecklas så är det enbart en tidsfråga innan återvunna elbilsbatterier blir en större del av produktionen vilket därmed leder till en resurseffektivare process. Nyckelord som används i detta arbete: Elbilsbatterier, battericell, tillverkningsprocess, återvinning, nyproduktion, brytning.The work that is presented in this report is based on an opportunity to improve the production of electric car batteries to make it more recourse effective. More specific, the report is focus on the battery cell in two different types of lithium ion batteries, NMC and NCA. The purpose of this report is based on studies on the batteries lifecycle to identify areas of improvements in a way that reduces resource use when producing new batteries. The background gives an overview on the increase of electrical cars on the market and that the production of batteries have a significant effect on the environment. This can be compared with the effect from fossil fueled cars. The reduction of this effects is vital change in order to create a sustainable production. The report is initiated with an in-depth explanation of how the battery life cycle affects the environment to provide a strong background to the purpose. The report also presents examples of measures, continuously trough out the report, in which reflections and theories are presented. The report also includes an explanation of what the batteries consist of and how it is constructed as well as manufactured. This includes various methods, approaches and measures to improve the processes. The report ends with a thorough discussion with a definite conclusion. To identify areas to improve the report focus on different parts of the lifecycle. Areas within production of mineral and raw material shows potential of improvements, for example the energy consumption for machineries and equipment. Indications is shown that use of resource can be reduced during manufacturing of battery cells, more specific it’s the making of the cathode which requires a lot of energy. Two different methods to recycle old electric car batteries is analyzed in this report and how they can be more efficient, hydrometallurgy and pyrometallurgy. Studies use in this report has shown that recycling electric car batteries is not economic viable because of the low volume of electric cars on today’s market. Like many manufacturing companies a large volume is a base for low cost in production. In other words, it’s more economic to produce new batteries without recycled materials. The results from this work shows that there are many actions to be made to enhance the production and make it more resource effective, but the technique is at an early stage and are still in development. This indicates that future production will be more resource effective. The processes for recycling batteries and to contribute to a more resource effective production is presented and shows that the scale of recycled batteries is too small to be economic viable. It is only a matter of time before recycled electric car batteries become a larger part of production, thus leading to a more efficient process. Keywords that been used in this work: Electric car batteries, battery cell, manufacturing process, recycling, new production, mining