Stena Recyclings återvinningsanläggning ligger i en rätt anonym industri­lokal vid den södra infarten till Halmstad. Anläggningen är Europacentrum i företagets stora satsning på återvinning av litiumjonbatterier. Den ­håller just nu på att köras in och produktionen ökas stegvis. Den första etappen av satsningen är värd drygt 400 miljoner, varav satsningen på Halmstadsanläggningen i runda tal har kostat en kvarts miljard.

Energimyndigheten har del­finansierat anläggningen med 70 miljoner kronor, eftersom Stena Recycling har investerat i en ny återvinningsteknik som minskar koldioxidutsläppen kraftigt jämfört med de etablerade återvinningsmetoderna av litiumjonbatterier. De äldre metoderna bygger på så kallade pyrolösningar i smältugnar.

Idag har anläggningen en kapacitet på 10 000 ton per år. Det motsvarar batterier från 30 000 – 40 000 elektriska personbilar. Bemanningen är liten, fyra personer per skift är tillräckligt för själva produktionen. Kapaciteten kan öka betydligt genom att processutrustningen utökas och genom att man inför fler skift.
– Vi satsar på batteri­åter­vinning och kommer att växa på området säger Per Hellberg som har titeln Industry sales manager på Stena Recycling. Han visar runt i anläggningen. Det som driver på intresset för litiumjonbatterier är naturligtvis den snabbt ökande tillverkningen av elbilar. Dessutom innehåller EU:s nya batteridirektiv, som började gälla i augusti i år, krav på att nya batterier ska innehålla en viss andel återvunnet material. (Se ”EU anpassar batteridirektivet för elektriska fordon) Per Hellberg återkommer till den frågan flera gånger under rundvandringen.

”Black mass” är ett svart grafit­haltigt granulat som innehåller de värdefulla batterimetaller som ska återanvändas i nya batterier, enligt Batteridirektivet.

I anläggningens avdelning för inkommande material lagras skrotade batterier i pallställ i väntan på att hanteras. Batteri­höljen, anslutningar och elektronik är bortmonterade. På batterierna finns en tråd som kortsluter plus- och minus­polerna – det är en extra säkerhetsåtgärd. Per Hellberg pekar på två huvudtyper av batterier och celler som ligger upplagda på pallar med pallkrage. Det är prismatiska batterier och så kallade pouch-celler.

– Än finns inga stora volymer av uttjänta batterier på marknaden. De som finns kommer främst från Norge, de var ju tidiga med elbilar. Batterierna kommer också från bilar som varit med i olyckor, och så finns här en del garantiärenden. Dessutom kommer material från batteri­fabrikerna, till exempel produktionsspill, säger Per Hellberg.

Anläggningen i Halmstad har utsetts till centrum i det europeiska återvinningsnät för litiumjonbatterier som Stena Recycling håller på att bygga upp i Norge, Danmark, Finland, Tyskland, Polen och Italien. I varje land finns ett eller flera av Stenas battericentrum som tar emot förbrukade batterier. Där registreras alla batterier, id-märks och höljet monteras bort. Sedan laddas de ur helt och hållet i ett förslutet kabinett. Polerna kortsluts med en ledning och batterierna görs klara för transport till Sverige.

Stenas svenska ­battericentrum kommer att byggas upp i anslutning till återvinningsanläggningen. Idag tas batterierna som ska återvinnas emot och förbereds på en annan av Stenas anläggningar i Halmstad.

I ena hörnet av hallen för inkommande material lastas batterierna från truck upp på ett transportband. Därefter sker återvinningen helt automatiskt inne i en sluten processanläggning med kvarnar, torkutrustning och sorteringsmaskiner. Idag släpps ingen In till processhallen utan skyddsutrustning. Där inne är det krav på helmask och andningsapparat tills Stena har tillräckligt med data för att verifiera att arbetsmiljön är säker.

Första processteget är en stor kvarn där malningen sker i en atmosfär med 100 procent kväve. Därmed förhindrar man att gnistor i processen kan leda till brand. I nästa steg behandlas materialet i en vakuumtork i 150 °C. Därefter kyls materialet ner.

I sista steget sorteras det fasta materialet i fraktioner. Fraktionerna är plast, aluminium, stål, koppar, och så ett granulat med hög halt av grafit men som också innehåller olika metaller. Materialet kallas oftast ”black mass” och lastas i storsäckar. Ur processen kommer också en sjätte fraktion, det är dimetylkarbonat (DMC) som är ett lättantändligt lösningsmedel. DMC ingår i elektrolyten och utvinns under torkprocessen.

Per Hellberg säger att Stena ganska lätt kommer att kunna öka kapaciteten i anläggningen när inflödet ökar. Idag är vakuum­torkningen en flaskhals i processen. Man har förberett för att installera ytterligare en tork och på det viset kunna öka produktionen, tillsammans med att utöka antalet arbetsskift i anläggningen.

– Det mesta av det som kommer ut ur processen är kända material för oss. Vi är vana att hantera dem och vi vet att var avsättningen finns. Nytt för oss är däremot ”black mass”, men här har vi redan flera partners som vi börjat jobba med, säger Per Hellberg.

”Black mass” består av 40–50 procent grafit. Dessutom innehåller det batterimetaller som litiumföreningar, kobolt, nickel och mangan. Granulatet har olika sammansättning beroende på batterikemi och vilket företag som gjort batterierna.

På Stena Recycling i Halmstad återvinner man främst litium­jonbatterier med katodmaterialen NMC (nickel-mangan-kobolt), LFP (litium-järn-fosfor) och LMO (litium-mangan-syre). För att hålla en enhetlig sammansättning av det återvunna materialet blandas inte olika typer av batterier i samma processomgång. Man använder också mätinstrument för att göra analyser av sammansättningen det återvunna materialet.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen. Prenumerera kostnadsfritt!

Särskilt efter de nya kraven i batteridirektivet är intresset stort för att utvinna batterimetall ur använda batterier. Utmaningen är att metallerna som utvinns ur det grafithaltiga granulatet får så hög renhet att det verkligen kan användas i nya litiumjon-batterier.

Nya batteridirektivet anpassat för elfordon EU:s nya batteriförordning som började gälla i augusti i år innehåller flera ­viktiga nyheter. ­Batterier ska innehålla en viss andel återanvänt material. En annan ­nyhet är att industribatterier och batterier för elektriska vägfordon ska förses med batteri­övervakningssystem, id-nummer och ­produktpass. Att sluta kretsloppet och öka återvinningen är fokus i den nya EU-regleringen som ersätter det tidigare batteridirektivet som funnits i 17 år. Det ska nu införas på nationell nivå. Den snabbt ökande användningen av elfordon är ett viktigt skäl för förändringen av lagstiftningen. I den nya förordningen införs en ny batterikategori för elektriska vägfordon (EV). I det tidigare batteridirektivet fanns tre batterikategorier: portabla batterier, bilbatterier och industriella batterier av olika klasser. EU kommer att stegvis skärpa kraven på belastningen av koldioxid på miljön från EV-batterier och industriella batterier. Bland annat ska de från och med mitten av 2024 vara försedda med en deklaration om beräknad koldioxidbelastning över batteriernas livscykel. Från och med 2027 ska batteri­märkningen innehålla uppgifter om hur stor andel återvunnet material som batterierna innehåller. Den regeln gäller EV-batterier, industribatterier och bilbatterier som innehåller kobolt, bly, litium eller nickel. Det nya direktivet bygger vidare på det tidigare producentansvaret som innebär att tillverkarna ansvarar för att det finns insamlingssystem för uttjänta batterier. Direktivet innehåller regler för att underlätta återbruk (”second use”) av uttjänta batterier för vägfordon och för industriellt bruk. Om vissa kriterier uppfylls kommer därmed batterier som är uttjänta i sitt första liv att upphöra att vara avfall. Direktivet anger också miniminivåer för mängden återvunnet material år 2030 och år 2035. För återvunnen kobolt gäller nivåerna 12 procent år 2030 och 20 procent år 2035. För bly är nivån 85 procent. I EU-parlamentets underlag till batteridirektivet konstateras att återvinningen av blybatterier redan idag fungerar väl i Europa eftersom merparten av materialet i blybatte­rier återanvänds. Men man vill ytterligare öka återvinningsgraden av bly i batterier till 80 procent 2035. Batteridirektivet kräver också att företag som placerar Industriella batterier och EV-batterier på marknaden ska kunna redovisa sin produktions- och leveranskedja. Syftet är att garantera att råvaruförsörjningen sker på ett ansvarsfullt sätt och att angivelserna av koldioxidbelastning och återvunnet material är korrekta. Verifieringen ska ske av tredje part. Från och med 2027 ska batterier vara märkta exempelvis med en QR-kod som anger identitet och huvudsakliga karaktäristika. Det kan vara uppgifter om livslängd, laddkapacitet, förekomst av farliga ämnen och säkerhetsrisker. Batteriövervakningssystem (Battery Management System) i industribatterier och EV-batterier blir obligatoriskt och det ska lagra uppgifter om batterihälsa och förväntad livslängd hos batterier för att underlätta återvinning och återbruk av batterier.