Resource-efficient production of electric car batteries : Research overview of the current range of recycling and reuse from a sustainability perspective

Med en snabbt tillväxt av elfordon på marknaden för att uppfylla alla globala mål som satts upp för att minska utsläppen av växthusgaser, förbättra luftkvaliteten och uppfylla kundernas behov eftersom att elbilar blivit mer trendiga i västvärlden, krävs det nya reformer som bidrar till en mer resurseffektiv tillverkning. Detta leder dock till stora utmaningar för avfallshanteringen vid slutet av batteriernas livslängd eftersom dålig hantering av dessa batterier kommer innebära stora negativa effekter på miljön, ekonomin samt olika sociala sammanhang. Det dominerande batteriet idag i elbilar och inom närmaste framtid är litiumjonbatteriet. Litiumjonbatterier den har högenergitätheten och hög säkerhet. Intresset att återvinna eller återanvända litiumjonbatterierhar ökat på grund av frågor kring miljöpåverkan och bristande resurser. Inom snar framtid kommer det behövas en metod för ett andra liv av dessa batterier eftersom de flesta material i batterierna är kritiska och kan ta slut. Det är dessutom viktigt att notera utsläppet av växthusgaser i samband med batteri produktionen. Avfallshanteringen stöter dock på problem eftersom det för tillfället inte finns fullständigt utvecklade metoder för återvinning eller återanvändning. Återvinningsmetoder somPyrometallurgi, Hydrometallurgi eller Direkt återvinning är fortfarande i forskningsstadiet och det kommer ta tid innan man har byggt upp ett tillräckligt stort infrastruktur för återvinning av litiumjonbatterier. När batterierna nått 80 % av sin kapacitet byts de ut. Detta ger en möjlighet för att återanvända dessa batterier i andra applikationer men det ställer nya problem kring diagnostiseringen och säkerheten av de använda batterierna. Produktionen av batterierna har även visat sig släppa ut stora mängder koldioxid och stora mängder energi som främst kommer från fossilt bränsle. Dessutom kan produktionen av batterierna i tidiga stadier under nedbrytningen av material kopplas till tragiska arbetsförhållanden och barnarbete i Demokratiska republiken Kongo och förstöring av miljön i Chile. Fortsatt forskning kring återvinning och återanvändning krävs för att göra litiumjonbatterietslivscykel så hållbar som möjligt. Ny forskning kring uppställning och materialvalet i batterierna bidrar till bättre livsförhållanden för många. Nya studerade återvinningsmetoder leder till en mer bearbetad form av materialet vilket bidrar till mindre utsläpp av växthusgaser då bearbetningsprocessen bidrar till störst mängd utsläpp. Återanvändning är mer gynnsamt i dagsläget eftersom ett värde är redan inbäddat i batterierna. Kostnaderna för att återvinna batterierna är för höga eftersom bristande infrastruktur gör processen mer besvärlig. Men eftersom antalet elbilar ständigt ökar och med det litiumjonbatterierna innebär det att det kommer vara en för enorm mängd för återanvändning. Alltså är återvinning det slutliga ödet för hantering av litiumjonbatterier.With the rapid growth of electric vehicles in the market to meet all global goals set to reduce greenhouse gas emissions, improve air quality and meet customer needs as electric cars become more trendy in the western world, new reforms are needed that contribute to more resource-efficient manufacturing. However, this leads to serious challenges for waste management at the end-life of the batteries, as poor management of these batteries will have major negative effects on the environment, the economy and various social contexts. The dominant battery today and in the near future is the lithium-ion battery. Lithium-ion batteries have high energy density and high safety. Interest in recycling or reusing lithium-ion batteries has increased due to environmental issues and lack of resources. In the near future, a method for a second life of these batteries will be needed because most of the materials in the batteries are critical and may run out. It is also important to note the greenhouse gas emissions associated with battery production. However, waste management encounters problems because there are currently no fully developed methods for recycling or reuse. Recycling methods such as pyrometallurgy, hydrometallurgy or direct recycling are still in the research stage and it will take time before a sufficiently large infrastructure for recycling lithium-ion batteries has been built. When the batteries have reached 80% of their capacity, they are replaced. This provides an opportunity to reuse these batteries in other applications, but it poses new problems regarding the diagnosis and safety of the batteries used. The production of the batteries has also been shown to emit large amounts of carbon dioxide and large amounts of energy, which mainly comes from fossil fuels. In addition, the production of batteries in the early stages during the decomposition of materials can be linked to tragic working conditions and child labor in the Democratic Republic of Congo and the destruction of the environment in Chile. Further research on recycling and reuse is required to make the life cycle of the lithium-ionbattery as sustainable as possible. New research on set-up and the choice of materials in the batteries contributes to better living conditions for many. New studied recycling methods lead to a more processed form of the material, which contributes to less greenhouse gas emissions as the processing process contributes to the largest amount of emissions. Reuse is more favorable in the current situation because a value is already embedded in the batteries. The costs of recycling the batteries are too high because lack of infrastructure makes the process more difficult. But since the number of electric cars is constantly increasing and with it the lithium-ion batteries, it means that it will be too huge an amount for reuse. Thus, recycling is the ultimate destiny for the management of lithium-ion batteries