As principais fontes de matéria-prima serão as baterias de veículos elétricos (VE) e as baterias de iões de lítio provenientes de sistemas de armazenamento de energia (SAE), eletrónica de consumo e resíduos industriais. A procura de baterias de iões de lítio (LIBs) continua a crescer significativamente, especialmente nos mercados de VE e SAE. Portanto, a gestão destas baterias no final da sua vida útil (EOL) tornar-se-á cada vez mais importante.
Fatores impulsionadores e oportunidades para a reciclagem de baterias de iões de lítio
A reciclagem de baterias de iões de lítio (LIBs) oferece diversas oportunidades. Permite aos fabricantes de células gerir internamente o fornecimento de materiais críticos para as baterias e reduzir a sua dependência de materiais importados da China e de outros países. Isto também pode proteger estes fabricantes contra os estrangulamentos de fornecimento e a volatilidade nos preços das matérias-primas. A reciclagem pode também ser uma atividade rentável para as empresas do setor, desde que sejam selecionados determinados compostos químicos. Os compostos de polímero de iões de lítio (LFP) não contêm níquel ou cobalto no cátodo, o que torna a sua reciclagem menos rentável. Em contrapartida, as baterias ternárias, como as NMC e as NCA, são mais economicamente viáveis para reciclagem. As políticas e regulamentações em regiões-chave serão também fatores determinantes para o crescimento do mercado de reciclagem de LIBs. Por exemplo, na União Europeia, os fabricantes de baterias e os fabricantes de equipamento original (OEM) automóveis terão de cumprir metas mínimas de teor de lítio, cobalto e níquel reciclados nas suas novas baterias para veículos elétricos. Conforme demonstrado no relatório de mercado da IDTechEx, estes objetivos só podem ser alcançados em toda a região em determinados cenários, e serão influenciados pela origem das matérias-primas recicladas e pela taxa de recolha destas matérias-primas.
atividade do mercado de reciclagem de baterias de iões de lítio
A IDTechEx documentou mais de 120 anúncios importantes feitos por empresas de reciclagem de baterias de iões de lítio (LIB) durante 2023 e 2024, referentes a novas instalações de reciclagem, financiamento e investimento, bem como novos acordos estratégicos e de fornecimento com, por exemplo, fabricantes de automóveis, fornecedores de células e operadores de recolha e logística. Este mercado hiperativo está a ser inundado por financiamento e investimento, prevendo-se que as empresas de reciclagem acumulem mais de 3,1 mil milhões de dólares em 2023 e 2024 combinados. Este montante será destinado ao desenvolvimento de tecnologia e ao estabelecimento de novas instalações de reciclagem à escala comercial. Com a entrada em funcionamento de várias novas instalações nos últimos anos, a capacidade global de reciclagem de LIB atingiu aproximadamente 879 mil toneladas de LIB em fim de vida útil até ao final de 2024.
Principais recicladores de baterias de iões de lítio por região e capacidade de reciclagem de baterias de iões de lítio por região em 2024. Fonte: IDTechEx
tecnologias de reciclagem de LIB
As tecnologias de reciclagem de baterias de iões de lítio para materiais catódicos e de recuperação estão bem estabelecidas, incluindo técnicas mecânicas, hidrometalúrgicas e pirometalúrgicas. Muitas empresas de reciclagem ocidentais procuram expandir a sua capacidade de refinação hidrometalúrgica para produzir sais metálicos de elevado valor acrescentado, adequados para baterias. Estes sais podem ser reintroduzidos no fabrico de novas baterias para criar material ativo catódico precursor (pCAM). A Ascend Elements, a Cirba Solutions e a Fortum são exemplos de empresas na América do Norte e na Europa que estabeleceram instalações hidrometalúrgicas à escala comercial nos últimos anos.
Embora as baterias ternárias sejam mais economicamente viáveis para reciclagem utilizando processos tradicionais, a economia da reciclagem de baterias LFP é menos promissora, dada a ausência de níquel e cobalto no cátodo. No entanto, as tecnologias de reciclagem direta que estão a ser desenvolvidas por várias empresas podem oferecer uma alternativa mais barata. Contudo, várias barreiras técnicas precisam de ser ultrapassadas antes que este tipo de tecnologia de reciclagem de LFP possa ser amplamente comercializado.
Reciclagem de grafite e aglutinantes para baterias de iões de lítio
Os fabricantes de baterias também começam a reconhecer a importância da reciclagem e recuperação de outros materiais, como a grafite, habitualmente utilizados nos ânodos das baterias de iões de lítio. O seu menor valor em comparação com o cátodo contribuiu para que a sua reciclagem fosse negligenciada. No entanto, a crescente popularidade da tecnologia de baterias de iões de lítio (LFP), os esforços para localizar as cadeias de abastecimento, a atual dependência da China para o fornecimento de grafite e o crescimento contínuo da procura de ânodos de grafite têm direcionado a atenção para a reciclagem do grafite proveniente de baterias de iões de lítio. Diversas empresas de reciclagem de baterias de iões de lítio, juntamente com várias startups focadas especificamente nesta área, como a Green Graphite Technologies, estão a desenvolver tecnologias de reciclagem de grafite para baterias.
Outro componente fundamental das baterias de iões de lítio (LIBs) é o aglutinante. O PVDF é o aglutinante mais utilizado nos cátodos de LIBs. No entanto, trata-se de um material PFAS, uma vez que é um fluoropolímero que contém ligações de carbono e flúor. Se o PFAS for proibido, isso poderá afetar a utilização do PVDF como aglutinante em baterias de iões de lítio. Tal situação poderá ter um impacto significativo nos mercados de veículos eléctricos e de sistemas de armazenamento de energia.
O relatório da IDTechEx oferece uma pesquisa abrangente sobre as tecnologias de reciclagem direta e de grafite, os principais participantes e uma análise de patentes de grafite, bem como pesquisas adicionais sobre aglutinantes para baterias de iões de lítio, restrições de PFAS, alternativas ao PVDF e estratégias e economia da reciclagem de aglutinantes.
Perspectivas de mercado
As empresas de reciclagem, os fabricantes de baterias e os fabricantes de equipamento original (OEM) automóveis procurarão beneficiar da reciclagem de baterias de iões de lítio (LIB) de diversas formas. Isto incluirá uma combinação de garantia do fornecimento nacional de materiais críticos para as baterias, proteção contra a volatilidade dos preços das matérias-primas e geração de receitas e, potencialmente, lucros com a reciclagem de produtos químicos específicos. À medida que a disponibilidade de LIBs descartadas aumenta, aumenta também a importância de as gerir através de uma economia circular. A reciclagem desempenha um papel fundamental nesta cadeia de abastecimento de ciclo fechado, e as empresas de reciclagem estão a expandir as suas operações, a aumentar a sua capacidade de reciclagem e a desenvolver as suas tecnologias para ajudar os principais intervenientes a maximizar a recuperação a longo prazo de materiais críticos para as baterias de iões de lítio.
Autor: Conrad Nichols, Analista de Tecnologia Sénior da IDTechEx
