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Instituto del Níquel: Avances y retos en el reciclaje de baterías de ion litio en Japón [Cumbre de Nueva Energía]

  • abr 21, 2025, at 4:42 pm
  • SMM
En el Foro de Reciclaje de Baterías de Litio de la Exposición de la Industria de la Nueva Energía (10ª edición) de 2025, organizada por SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM), Kenji Takeda, representante principal de la Oficina del Instituto del Níquel en Japón, compartió sus ideas sobre el tema "Progreso y desafíos en el reciclaje de baterías de litio en Japón". Señaló que, aunque la adopción de vehículos eléctricos (VE) puede estar disminuyendo, las baterías de litio seguirán siendo la corriente principal por ahora. Los materiales de cátodo están evolucionando constantemente. El níquel y el cobalto fueron los materiales principales, pero ahora se está utilizando LFP en los VE. Presta atención a los cambios futuros. Las empresas están mejorando las tecnologías de reutilización y reciclaje de las baterías de los VE, pero puede pasar algún tiempo antes de que se apliquen de manera práctica. Las baterías de los VE del futuro podrían utilizar materiales más baratos, más seguros y con menores riesgos de recursos, por lo que las empresas de reutilización y reciclaje deben tener esto en cuenta (los materiales clave pueden cambiar). Aplicaciones de las baterías de litio El uso principal se desplaza hacia los VE: Antes de 2010, las baterías de litio fueron comercializadas por Sony en 1991, utilizadas principalmente en dispositivos pequeños como teléfonos inteligentes, ordenadores personales y dispositivos móviles, con una pequeña cantidad utilizada en automóviles como baterías híbridas. Después de 2020, además de los dispositivos pequeños, los VE se han convertido en la corriente principal absoluta. La producción y el uso aumentarán significativamente, y la tendencia de los materiales de cátodo cambiará de ternarios a LFP. Además de los VE, también aumentará la demanda de almacenamiento de energía renovable (sistemas eléctricos). Tendencias de ventas de VE: Los subsidios impulsaron el rápido crecimiento de los VE, con ventas de VE puras cercanas a los 10 millones de unidades en 2023. En 2024, la tasa de crecimiento se desaceleró. Se espera que la tendencia de aumento de la producción continúe durante algún tiempo. Aunque la producción de baterías está aumentando significativamente, los problemas de recursos están empezando a llamar la atención. Movimientos de los fabricantes de automóviles japoneses: Toyota había pronosticado ventas de 1,5 millones de unidades para 2026, pero las revisó a aproximadamente 1 millón de unidades en septiembre de 2024. Sin embargo, la empresa aún no ha cambiado su pronóstico de alcanzar los 3,5 millones de unidades para 2030. Honda ha establecido el objetivo de convertir todas sus ventas a VE/vehículos de pila de combustible para 2040. Esta vez, explicaron el camino para lograr este objetivo. La empresa planea mantener las ventas totales en alrededor de 5 millones de unidades y convertir las 3 millones de unidades restantes a híbridos para 2030. A partir de 2024, este objetivo sigue sin cambios. Recursos reciclables en las baterías de potencia Al reciclar, las partes valiosas suelen ser: Baterías de níquel-metal hidruro; níquel, tierras raras, etc.; baterías de litio ternarias (NMC, NCA); electrodos (cobre, aluminio); materiales de cátodo (níquel, manganeso, cobalto); materiales de ánodo (¿carbono?); litio en los materiales de cátodo y electrolito; baterías LFP ¿Los materiales de cátodo (hierro, fósforo)... seguirán siendo valiosos?; electrodos, materiales de ánodo, litio, etc., son los mismos que en las baterías ternarias. No todos los materiales usados pueden reciclarse (valiosos). LIB en los sistemas eléctricos Uso eficaz de la energía renovable (Alemania perdió 6.500 millones de kWh en 2020, ¿Japón perdió 800 millones de kWh en 2022?) California planea utilizar 100 GWh; los 129 MWh de Australia generarán ingresos anuales de 4.500 millones de dólares australianos. LIB en los sistemas eléctricos y tendencias de uso Se espera que para 2030 se introduzcan cientos de GWh/año de capacidad (comparables a los VE) Gran capacidad, muchas opciones al considerar el precio y la mantenibilidad, incluidas baterías de flujo redox, baterías de plomo-ácido, baterías de sodio-azufre, baterías de litio-ion basadas en LFP, baterías de níquel-zinc, baterías de ion-sodio, baterías de VE usadas, etc.; Considerando los riesgos de incendio y las restricciones sobre los materiales peligrosos, es posible que se eviten las baterías de litio-ion y de sodio-azufre en aplicaciones a gran escala... Las baterías domésticas siguen siendo caras en Japón y aún no se han generalizado. Recolección y reutilización de baterías de litio Reciclaje de baterías de litio Proceso general de reciclaje de baterías de litio Recolección de baterías de VE Ya se han establecido sistemas de reciclaje para baterías de plomo-ácido y pequeñas. Los sistemas de reciclaje para baterías de litio también han comenzado a funcionar. Pero, ¿qué pasa si se utilizan como baterías de segunda mano o reutilizadas? "Reutilización" de baterías de VE Crear nuevos propósitos de reutilización y reciclaje para las baterías usadas del VE "LEAF"; Esta iniciativa pionera ha sido muy elogiada. Esperamos ver más de sus logros en el futuro. Sistema de almacenamiento de energía de Toyota y JERA Las baterías usadas se conectan en serie, utilizando la capacidad residual iniciando la producción y la conmutación de derivación en microsegundos. En principio, se pueden conectar un gran número de baterías a bajo costo. A menos que esto sea a gran escala y público (obligatorio), es difícil mantener el valor de la reutilización. ¿Se generalizarán en el futuro estos sistemas para el uso eficaz de las baterías usadas? Problemas de reutilización de baterías secundarias Las baterías de VE pueden reutilizarse después de unos 15 años (la vida útil promedio de un automóvil familiar es de 14,7 años). Sin embargo, la tecnología de las baterías está avanzando continuamente hacia una mayor densidad de energía y un menor costo. Por lo tanto, cuando las baterías viejas se reutilizan después de más de una década, es posible que ya estén obsoletas. Por lo tanto, vale la pena considerar si se puede recuperar el costo de la reutilización y si estas baterías se utilizarán realmente. Por lo tanto, es necesario establecer métodos legales y regulados para la reutilización de baterías viejas. Reciclaje de baterías de litio en Japón Reciclaje de baterías por empresas japonesas de metales no ferrosos Las empresas de metales no ferrosos y las empresas de reciclaje que manejan níquel, cobalto, cobre, etc., están desarrollando procesos de reciclaje de baterías de litio-ion. Muchas empresas están utilizando varios subsidios proporcionados por el Ministerio de Economía, Comercio e Industria, y estas empresas ya han establecido plantas piloto. ¿Se convertirá en un problema la obtención de materias primas (baterías de VE) en el futuro? Con la propagación de los VE, muchas otras empresas están involucradas en el proceso de pretratamiento, desde la recolección de baterías hasta la trituración y separación, y este número puede aumentar en el futuro. Ejemplo de pretratamiento del reciclaje de baterías de VE ① Pretratamiento: recolección - descarga - tostado para lograr inocuidad, esta parte es difícil, afecta los procesos posteriores. Tostado y clasificación utilizando procesos de cemento Uso y futuro reciclaje de níquel y cobalto Tendencias mundiales de la producción de níquel El crecimiento de la producción de níquel no es tan rápido como el de las ventas de VE, pero desde 2022, la producción de Indonesia ha aumentado considerablemente. Cambios en el consumo mundial de níquel El consumo de níquel sigue creciendo constantemente. El acero inoxidable sigue siendo el principal consumidor. El uso en baterías está aumentando. Pronóstico de demanda de baterías Densidad de peso de la batería de VE: 130 Wh/kg (equivalente al LEAF actual) En cuanto al pronóstico para 2030, de manera conservadora, puede ocurrir el escenario 1. Puede ocurrir el escenario 2. El escenario 4 también es posible en el caso más optimista. *La batería LEAF que se muestra aquí es representativa del sistema ternario (níquel, cobalto, manganeso), pero las baterías de litio-ion desarrolladas para los VE han logrado un considerable progreso y están avanzando en el aumento de la capacidad (densidad). A partir de 2022, algunas LFP han superado esta densidad de peso. Baterías secundarias de próxima generación y sus materias primas Resumen La adopción de los VE puede estar disminuyendo, pero las baterías de litio seguirán siendo la corriente principal por ahora. Los materiales de cátodo están evolucionando constantemente. El níquel y el cobalto fueron los materiales principales, pero ahora se está utilizando LFP en los VE. Presta atención a los cambios futuros. Las empresas están mejorando las tecnologías de reutilización y reciclaje de las baterías de los VE, pero puede pasar algún tiempo antes de que se apliquen de manera práctica. Las baterías de los VE del futuro podrían utilizar materiales más baratos, más seguros y con menores riesgos de recursos, por lo que las empresas de reutilización y reciclaje deben tener esto en cuenta (los materiales clave pueden cambiar). Haz clic para ver el informe especial sobre la Exposición de la Industria de la Nueva Energía (10ª edición) de 2025.
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