Las principales fuentes de materia prima serán las baterías de vehículos eléctricos (VE) y las baterías de iones de litio de los sistemas de almacenamiento de energía (ESS), la electrónica de consumo y los residuos de fabricación. La demanda de LIB sigue creciendo de forma significativa, especialmente en los mercados de VE y ESS. Por lo tanto, la gestión de estas baterías al final de su vida útil (EOL) será cada vez más importante.
Impulsores y oportunidades del reciclaje de baterías de iones de litio
El reciclaje de las LIB ofrece varias oportunidades. Puede permitir a los fabricantes de celdas domesticar el suministro de materiales críticos para las baterías y reducir la dependencia de la importación de materiales de China y otros países extranjeros. Esto también puede permitir a estos fabricantes protegerse contra los cuellos de botella en el suministro y la volatilidad de los precios de las materias primas. El reciclaje también puede ser una actividad rentable para las empresas recicladoras, siempre que se elijan determinados compuestos químicos. Los compuestos químicos LFP no contienen níquel ni cobalto en el cátodo, por lo que su reciclaje es menos rentable. En cambio, las baterías ternarias, como las NMC y las NCA, son más rentables de reciclar. Las políticas y normativas de las regiones clave también serán factores determinantes para el crecimiento del mercado del reciclaje de LIB. Por ejemplo, en la UE, los fabricantes de baterías y los fabricantes de equipos originales de automoción tendrán que cumplir unos objetivos mínimos de contenido reciclado de litio, cobalto y níquel en sus nuevas baterías para vehículos eléctricos. Como se muestra en el informe de mercado de IDTechEx, solo en determinados escenarios se podrán cumplir estos objetivos en toda la región, y estarán influidos por la fuente de las materias primas recicladas y la tasa de recogida de estas materias primas.
Actividad del mercado del reciclaje de LIB
IDTechEx ha documentado más de 120 anuncios clave realizados por empresas de reciclaje de LIB durante 2023 y 2024 en relación con nuevas instalaciones de reciclaje, financiación e inversiones, así como nuevos acuerdos estratégicos y de suministro con, por ejemplo, fabricantes de equipos originales de automoción, proveedores de celdas y operadores de recogida y logística. Este mercado hiperactivo se está viendo inundado de financiación e inversiones, y los recicladores acumularán más de 3100 millones de dólares estadounidenses en 2023 y 2024 combinados. Esta cantidad se destinará al desarrollo de tecnologías y al establecimiento de nuevas instalaciones de reciclaje a escala comercial. Con la puesta en marcha de algunas instalaciones nuevas en los últimos años, la capacidad mundial de reciclaje de LIB se situó en ~879 kt de LIB al final de su vida útil a finales de 2024.
Principales recicladores de baterías de iones de litio por región y capacidad de reciclaje de baterías de iones de litio por región en 2024. Fuente: IDTechEx
Tecnologías de reciclaje de LIB
Las tecnologías de reciclaje de LIB para el material catódico y la recuperación están bien establecidas, incluyendo técnicas mecánicas, hidrometalúrgicas y pirometalúrgicas. Muchos recicladores occidentales buscan ampliar su capacidad de refinado hidrometalúrgico para producir sales metálicas de alto valor aptas para baterías. Estas pueden reintroducirse en la fabricación de nuevas baterías para crear material activo precursor del cátodo (pCAM). Ascend Elements, Cirba Solutions y Fortum son algunos ejemplos de empresas de Norteamérica y Europa que han establecido instalaciones hidrometalúrgicas a escala comercial en los últimos años.
Si bien las baterías ternarias son más rentables de reciclar con estos procesos tradicionales, la economía del reciclaje de baterías LFP es menos prometedora, dada la ausencia de níquel y cobalto en el cátodo. Sin embargo, las tecnologías de reciclaje directo que están desarrollando varios actores podrían ser una alternativa más barata. A pesar de ello, es necesario superar varias barreras técnicas para que este tipo de tecnología de reciclaje de LIB se comercialice ampliamente.
Reciclaje de grafito y aglutinantes para baterías de litio-ion
Los fabricantes de baterías también están empezando a reconocer la importancia de reciclar y recuperar otros materiales de las baterías, como el grafito, que se utiliza habitualmente en los ánodos de las baterías de litio-ion. Su menor valor en comparación con el cátodo ha contribuido a que se descuide su reciclaje. Sin embargo, la creciente popularidad del LFP, los intentos de localizar las cadenas de suministro, la dependencia actual de China para el suministro de grafito para baterías y el crecimiento continuo de la demanda de ánodos de grafito han empezado a centrar la atención en el reciclaje del grafito de las baterías de litio-ion. Varias empresas de reciclaje de LIB, junto con varias start-ups centradas específicamente en este ámbito, como Green Graphite Technologies, están desarrollando tecnologías de reciclaje de grafito para baterías.
Otro componente clave de las LIB es el aglutinante. El PVDF es el aglutinante más utilizado en los cátodos de las LIB. Sin embargo, se trata de un material PFAS, ya que es un fluoropolímero que contiene enlaces de carbono y flúor. Si se prohíbe el PFAS, esto podría afectar al uso del PVDF como aglutinante en las baterías litio-ion. Esto podría tener un impacto significativo en los mercados de los vehículos eléctricos y los sistemas de almacenamiento de energía.
El informe de IDTechEx ofrece una investigación exhaustiva sobre las tecnologías de reciclaje directo y de grafito, los principales actores y un análisis de las patentes de grafito, así como investigaciones adicionales sobre los aglutinantes de las baterías de ionen litio, las restricciones del PFAS, las alternativas al PVDF y las estrategias y la economía de las tecnologías de reciclaje de aglutinantes.
Perspectivas de mercado
Las empresas de reciclaje, los fabricantes de baterías y los fabricantes de equipos originales para automóviles buscarán beneficiarse del reciclaje de LIB de diferentes maneras. Esto incluirá una combinación de garantizar el suministro de materiales críticos para las baterías a nivel nacional, protegerse de la volatilidad de los precios de las materias primas y generar ingresos y, potencialmente, beneficios por el reciclaje de determinados productos químicos. A medida que aumente la disponibilidad de LIB retirados que llegan al final de su vida útil, también lo hará la importancia de gestionarlos a través de la economía circular. El reciclaje desempeña un papel fundamental en esta cadena de suministro de ciclo cerrado, y los recicladores están ampliando sus operaciones, aumentando su capacidad de reciclaje y desarrollando sus tecnologías para ayudar a las principales partes interesadas a maximizar la recuperación a largo plazo de los materiales críticos de las baterías de iones de litio.
Autor: Conrad Nichols, analista tecnológico sénior de IDTechEx
