انقلاب در بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا در سال 2025: تکنولوژی‌های پیشرفته، رشد بازار و راه به سوی یک اقتصاد انرژی دایره‌ای. کشف کنید که چگونه نوآوری آینده‌ای پایدار برای باتری‌های ذخیره‌سازی شبکه و EV را به حرکت در می‌آورد.
- خلاصه اجرایی: چشم‌انداز بازار 2025 و عوامل کلیدی
- حجم بازار جهانی، پیش‌بینی‌های رشد و CAGR (2025–2030)
- تکنولوژی‌های جدید بازیافت: هیدرومتالورژیکی، پیرومتالورژیکی و بازیافت مستقیم
- بازیگران کلیدی و ابتکارات صنعتی (به عنوان مثال، Umicore، Li-Cycle، BASF، CATL)
- محیط نظارتی و روندهای سیاستی که بر بازیافت باتری‌های با ولتاژ بالا تأثیر می‌گذارد
- پویایی‌های زنجیره تأمین: تأمین، لجستیک و نرخ‌های بازیافت مواد
- تحلیل تأثیرات اقتصادی و زیست‌محیطی
- چالش‌های فناوری و فرصت‌های نوآوری
- مطالعه موارد: پروژه‌های موفق بازیافت باتری‌های با ولتاژ بالا
- چشم‌انداز آینده: فرصت‌های بازار، ریسک‌ها و توصیه‌های استراتژیک
- منابع و مراجع
خلاصه اجرایی: چشم‌انداز بازار 2025 و عوامل کلیدی
بخش بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا در سال 2025 وارد مرحله‌ای مهم می‌شود که از افزایش پذیرش خودروهای برقی (EV)، چارچوب‌های نظارتی فشرده و نیاز ضروری به مدیریت منابع پایدار ناشی می‌شود. با پیش‌بینی فروش جهانی EV به بیش از 17 میلیون واحد در سال 2025، حجم باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا در پایان عمر به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و نیاز به راه‌حل‌های پیشرفته بازیافت را تشدید می‌کند. عوامل کلیدی بازار شامل مقررات باتری اتحادیه اروپا است که نرخ‌های بازیافت و بهینه‌سازی مواد بالاتری را الزامی می‌کند و همچنین ابتکارات سیاستی مشابه در آمریکای شمالی و آسیا.
رهبران صنعتی در حال گسترش فناوری‌های بازیافت هیدرومتالورژیکی و بازیابی مستقیم هستند تا به چالش‌های فنی ایجاد شده توسط شیمی‌های با ولتاژ بالا مانند NMC (نیكل-منگنز-كوبالت) و LFP (لیتیوم-آهن-فسفات) پاسخ دهند. شرکت‌هایی مانند Umicore و Northvolt در حال گسترش عملیات بازیافت حلقه بسته هستند و مواد بازیابی شده را به طور مستقیم در تولید باتری جدید ادغام می‌کنند. Umicore یکی از بزرگ‌ترین تأسیسات بازیافت باتری در اروپا را اداره می‌کند و بر نرخ‌های بازیابی بالا برای فلزات حیاتی تمرکز دارد، در حالی که Northvolt برنامه‌هایی برای تأمین بخش قابل توجهی از مواد کاتدی خود از باتری‌های بازیافتی تا سال 2025 اعلام کرده است.
در آمریکای شمالی، Redwood Materials و Li-Cycle Holdings به سرعت در حال گسترش ظرفیت‌های پردازش خود هستند. Redwood Materials در حال ساخت تأسیسات جدیدی است که می‌تواند ده‌ها هزار تن مواد باتری را به طور سالانه پردازش کند و هدف آن تأمین لیتیم، نیكل و كوبالت بازیافتی به تولیدکنندگان سلول داخلی است. Li-Cycle Holdings از مدل “شعاع و هاب” مدولار استفاده می‌کند که امکان جمع‌آوری و پردازش کارآمد باتری‌ها را در سرتاسر آمریکای شمالی فراهم می‌آورد و بر حداکثر بازیابی مواد و حداقل اثر زیست‌محیطی تمرکز می‌کند.
تولیدکنندگان آسیا، از جمله Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL) نیز به شدت در زیرساخت‌های بازیافت سرمایه‌گذاری می‌کنند. CATL شرکت‌های وابسته به بازیافت اختصاصی تأسیس کرده و با خودروسازان همکاری می‌کند تا زنجیره‌های تأمین حلقه بسته برای مواد باتری با ولتاژ بالا را تضمین کند.
به جلو که نگاه کنیم، چشم‌انداز بازار برای سال 2025 و پس از آن خصوصیات رشد شتابان در ظرفیت بازیافت، نوآوری‌های تکنولوژیکی مداوم و افزایش همکاری‌ها بین تولیدکنندگان باتری، بازیافت‌کنندگان و خودروسازان است. همگرایی فشارهای نظارتی، کمبود منابع و الزامات اقتصاد دایره‌ای انتظار می‌رود که پیشرفت‌های بیشتری در فناوری‌های بازیافت باتری لیتیم با ولتاژ بالا به همراه داشته باشد و این بخش را به عنوان یکی از ارکان انتقال انرژی پایدار قرار دهد.
حجم بازار جهانی، پیش‌بینی‌های رشد و CAGR (2025–2030)
بازار جهانی برای فناوری‌های بازیافت باتری لیتیم با ولتاژ بالا طی سال‌های 2025 تا 2030 در حال گسترش قابل توجهی است که تحت تأثیر گسترش سریع خودروهای برقی (EV)، ذخیره‌سازی انرژی مقیاس شبکه و الزامات نظارتی برای دایره‌ای شدن در زنجیره‌های تأمین باتری قرار دارد. با رسیدن نسل اول باتری‌های لیتیم یونی با ولتاژهای بالای 400 ولت، که به طور معمول در EVها و ذخیره‌سازی‌های ایستگاه‌های ثابت استفاده می‌شوند، به پایان عمر، حجم مواد قابل بازیافت به طور چشمگیری افزایش خواهد یافت. رهبران صنعتی و تولیدکنندگان باتری در حال افزایش ظرفیت بازیافت برای برآورده کردن اهداف زیست‌محیطی و تقاضای رو به رشد برای مواد مهم باتری مانند لیتیم، نیکل و کبالت هستند.
بر اساس داده‌های اخیر صنعتی، حجم جهانی باتری‌های لیتیم یونی مصرف شده پیش‌بینی می‌شود که تا سال 2030 به بیش از 2 میلیون تن متریک در سال برسد، با باتری‌های با ولتاژ بالا که سهمی به سرعت در حال افزایش دارند. تولیدکنندگان و بازیافت‌کنندگان بزرگ باتری، از جمله Contemporary Amperex Technology Co., Limited (CATL)، Umicore و GEM Co., Ltd.، سرمایه‌گذاری‌های چند میلیارد دلاری در تأسیسات جدید بازیافت و ارتقاء فناوری برای پردازش شیمی‌های با ولتاژ بالا به طور مؤثر و ایمن انجام داده‌اند.
پیش‌بینی‌های رشد برای بخش بازیافت باتری لیتیم با ولتاژ بالا نشان‌دهنده نرخ رشد سالیانه ترکیبی (CAGR) 20-25% از سال 2025 تا 2030 است که از بازار کلی بازیافت باتری پیشی می‌گیرد. این شتاب تحت تأثیر پذیرش فزاینده EVها قرار دارد—فروش جهانی EV پیش‌بینی می‌شود که تا سال 2030 به بیش از 30 میلیون واحد در سال برسد—و همچنین توسط چارچوب‌های نظارتی مانند مقررات باتری اتحادیه اروپا که حداقل محتوای بازیافتی و نرخ‌های جمع‌آوری بالا برای باتری‌های پایان عمر را الزامی می‌کند. شرکت‌هایی مانند Northvolt و Ecobat در حال گسترش عملیات بازیافت خود در اروپا و آمریکای شمالی هستند و به دنبال سیستم‌های حلقه بسته هستند که تا 95% از فلزات با ارزش را از بسته‌های باتری با ولتاژ بالا بازیابی کند.
در آسیا، CATL و GEM Co., Ltd. در حال رهبری ابتکارات بازیافت بزرگ‌مقیاس هستند و از فناوری‌های هیدرومتالورژیکی و بازیافت مستقیم برای حداکثر بازیابی مواد و کاهش انتشار کربن استفاده می‌کنند. این تلاش‌ها با همکاری با خودروسازان و تأمین‌کنندگان ذخیره‌سازی انرژی برای تأمین جریان‌های مداوم باتری‌های پایان عمر کامل می‌شود. چشم‌انداز برای سال‌های 2025 تا 2030 بیانگر این است که بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا به یکی از ارکان زنجیره ارزش جهانی باتری تبدیل خواهد شد، با تخمین اندازه بازار که تا سال 2030 از 15 میلیارد تا 20 میلیارد دلار متغیر است، که بستگی به توسعه‌های نظارتی و نرخ‌های پذیرش فناوری دارد.
تکنولوژی‌های جدید بازیافت: هیدرومتالورژیکی، پیرومتالورژیکی و بازیافت مستقیم
پذیرش سریع باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا—به ویژه در خودروهای برقی (EV)، ذخیره‌سازی شبکه و الکترونیک پیشرفته—نیاز به فناوری‌های بازیافت مؤثر را تشدید کرده است. تا سال 2025، سه رویکرد اصلی بازیافت در حال شکل‌دهی به صنعت هستند: هیدرومتالورژیکی، پیرومتالورژیکی و روش‌های بازیافت مستقیم. هر فناوری مزایای خاص خود را دارد و با چالش‌های منحصر به فردی مواجه است، به‌ویژه در حالی که شیمی‌های باتری به سمت ولتاژها و چگالی‌های انرژی بالاتر پیش می‌روند.
بازیافت هیدرومتالورژیکی شامل شستشوی فلزات با ارزش از مواد باتری خرد شده با استفاده از محلول‌های آبی است. این روش به دلیل نرخ‌های بازیابی نسبتاً بالا برای لیتیم، نیکل، کبالت و منگنز و همچنین نیازهای انرژی پایین‌تر نسبت به فرآیندهای حرارتی در حال افزایش محبوبیت است. شرکت‌های پیشرو مانند Umicore و Northvolt در حال سرمایه‌گذاری در تأسیسات هیدرومتالورژیکی در اروپا هستند و هدف آن‌ها بستن حلقه بر روی مواد باتری و کاهش وابستگی به استخراج مواد اولیه است. در آمریکای شمالی، Li-Cycle Holdings Corp. کارخانه‌های هیدرومتالورژیکی تجاری را اداره می‌کند و نرخ‌های بازیابی بالای 90% برای فلزات کلیدی را گزارش می‌کند. این فرآیندها در حال تطبیق با مواد کاتدی قوی‌تر و ولتاژهای بالاتر موجود در باتری‌های نسل آینده هستند و تحقیقات و توسعه مداوم برای بهبود انتخابگری و کاهش مصرف مواد شیمیایی در حال انجام است.
بازیافت پیرومتالورژیکی—روش سنتی “ذوب” به‌صورت گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد، به ویژه برای جریان‌های مختلط باتری. این فرآیند دما بالا به‌طور مؤثر کبالت، نیکل و مس را بازیابی می‌کند، اما اغلب منجر به از دست دادن لیتیم و آلومینیوم به سرباره می‌شود. Umicore یکی از بزرگ‌ترین تأسیسات پیرومتالورژیکی را در اروپا اداره می‌کند که سالانه هزاران تن باتری مصرف شده را پردازش می‌کند. با این حال، زمانی که باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا بیشتر متداول می‌شوند، صنعت تحت فشار قرار گرفته تا بازیابی لیتیم را بهبود بخشد و انتشار کربن را کاهش دهد. فرآیندهای هیبریدی که ترکیب پیرومتالورژی با مراحل بعدی هیدرومتالورژیکی است، در حال آزمایش برای رفع این محدودیت‌ها هستند.
بازیافت مستقیم فناوری نوظهوری است که به حفظ و نوسازی مواد کاتدی و آنودی سالم می‌پردازد، به جای اینکه آن‌ها را به فلزات پایه تقسیم کند. این رویکرد به ویژه برای باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا امیدوارکننده است، جایی که شیمی‌های پیشرفته کاتدی (مانند NMC 811 و اکسید نیکل منگنز لیتیم) می‌توانند با کمترین پردازش تجدید شوند. شرکت‌هایی مانند Redwood Materials در ایالات متحده در حال توسعه تکنیک‌های بازیافت مستقیم هستند تا مصرف انرژی را کاهش دهند و ارزش مواد پیچیده باتری را حفظ کنند. در حالی که هنوز در مرحله آزمایشی است، بازیافت مستقیم می‌تواند در چند سال آینده به لحاظ تجاری قابل قبول شود، به ویژه در حالی که تولیدکنندگان باتری به دنبال کاهش هزینه‌ها و تأثیرات زیست‌محیطی هستند.
به جلو که نگاه کنیم، چشم‌انداز بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا پویا است. فشارهای نظارتی در اتحادیه اروپا، ایالات متحده و آسیا در حال تسریع سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های بازیافت پیشرفته است. رهبران صنعتی در حال گسترش فرآیندهای هیدرومتالورژیکی و هیبریدی هستند، در حالی که بازیافت مستقیم آماده برای breakthroughs است زیرا طراحی‌های باتری استانداردتر می‌شوند. همکاری بین تولیدکنندگان باتری، بازیافت‌کنندگان و خودروسازان برای دستیابی به زنجیره‌های تأمین حلقه بسته و برآورده کردن اهداف پایدارترین دهه آینده بسیار حیاتی خواهد بود.
بازیگران کلیدی و ابتکارات صنعتی (به عنوان مثال، Umicore، Li-Cycle، BASF، CATL)
بخش بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا در سال 2025 در حال تجربه تحول سریعی است که تحت تأثیر افزایش پذیرش خودروهای برقی (EV) و مقررات جهانی سخت‌تر در مورد زباله‌های باتری قرار دارد. چندین بازیکن بزرگ صنعت در حال پیشبرد پیشرفت‌های فناوری و گسترش ظرفیت‌های بازیافت هستند تا به ورود باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا در پایان عمر پاسخ دهند.
Umicore، گروه فناوری مواد مستقر در بلژیک، همچنان رهبری جهانی در بازیافت باتری‌های حلقه بسته است. این شرکت تأسیسات هیدرومتالورژیکی در مقیاس صنعتی را در اروپا اداره می‌کند که می‌تواند کبالت، نیکل، لیتیم و مس را از باتری‌های لیتیم یونی با ولتاژ بالا بازیابی کند. در سال 2024، Umicore اعلام کرد که ظرفیت بازیافت خود را برای پردازش تا 150000 تن مواد باتری در سال تا سال 2026 گسترش می‌دهد و بر شیمی‌های با نیکل بالا که به‌طور فزاینده‌ای در EVها استفاده می‌شوند تمرکز دارد (Umicore).
Li-Cycle Holdings Corp.، مستقر در کانادا، مدل بازیافت “شعاع و هاب” خود را به سرعت در آمریکای شمالی و اروپا گسترش داده است. فرآیند هیدرومتالورژیکی Li-Cycle نرخ‌های بازیابی بالای 95% را برای مواد باتری کلیدی از جمله لیتیم، نیکل و کبالت فراهم می‌کند. در سال 2025، این شرکت در حال راه‌اندازی تأسیسات جدیدی در ایالات متحده و آلمان است و هدف آن پردازش بیش از 100000 تن باتری لیتیم یونی در سال می‌باشد. همکاری‌های Li-Cycle با خودروسازان بزرگ و تولیدکنندگان باتری نشان‌دهنده نقش آن در ایجاد زنجیره تأمین باتری‌های حلقه بسته است (Li-Cycle).
BASF، یک غول شیمیایی جهانی، به شدت در زیرساخت‌های بازیافت باتری در اروپا سرمایه‌گذاری می‌کند. سایت آن در شوارزهایده، آلمان در حال توسعه به عنوان یک مرکز کلیدی برای تولید و بازیافت مواد باتری است. فناوری هیدرومتالورژیکی ویژه BASF به بازیابی فلزات با خلوص بالا از باتری‌های با ولتاژ بالا پایان عمر طراحی شده است و از جاه‌طلبی این شرکت برای تأمین مواد کاتدی فعال بازیافتی برای بازار EV اروپا حمایت می‌کند (BASF).
Contemporary Amperex Technology Co., Limited (CATL)، بزرگ‌ترین تولیدکننده باتری لیتیم یونی در جهان، همچنین نیروی عمده‌ای در بازیافت باتری است. CATL تأسیسات بازیافتی بزرگ را در چین اداره می‌کند و از هر دو فرآیند مکانیکی و هیدرومتالورژیکی برای بازیابی فلزات با ارزش از باتری‌های با ولتاژ بالا استفاده می‌کند. رویکرد یکپارچه عمودی این شرکت—که شامل تولید باتری، بازیافت و بازیابی مواد است—آن را به عنوان یک بازیگر کلیدی در تلاش جهانی برای زنجیره‌های تأمین پایدار باتری قرار می‌دهد (CATL).
به جلو که نگاه کنیم، انتظار می‌رود این رهبران صنعتی به گسترش بیشتر ظرفیت بازیافت، بهبود کارآیی‌های بازیابی و ایجاد همکاری‌های جدید با خودروسازان و تأمین‌کنندگان ذخیره‌سازی انرژی ادامه دهند. ابتکارات آن‌ها برای برآورده کردن الزامات نظارتی، کاهش وابستگی به مواد خام و حمایت از رشد سریع مناطق EV و ذخیره‌سازی انرژی تا سال 2025 و فراتر از آن حیاتی است.
محیط نظارتی و روندهای سیاستی که بر بازیافت باتری‌های با ولتاژ بالا تأثیر می‌گذارد
محیط نظارتی برای بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا در سال 2025 به سرعت در حال تحول است که تحت تأثیر افزایش پذیرش خودروهای برقی (EV) و ضرورت تأمین مواد خام حیاتی قرار دارد. دولت‌ها و نهادهای صنعتی در سرتاسر جهان در حال تدوین و به‌روزرسانی سیاست‌ها برای اطمینان از بازیافت ایمن، مؤثر و زیست‌محیطی باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا هستند و به خصوص بر سیستم‌های حلقه بسته و اصول اقتصاد دایره‌ای تأکید می‌کنند.
در اتحادیه اروپا، مقررات جدید باتری (EU) 2023/1542 که در اوت 2023 به اجرا درآمد، اکنون به‌طور کامل بر این بخش تأثیر می‌گذارد. این مقررات حداقل سطوح محتوای بازیافتی در باتری‌های جدید، اهداف جمع‌آوری سخت‌گیرانه و مسئولیت تولیدکننده (EPR) را برای تولیدکنندگان باتری الزامی می‌کند. تا سال 2025، تولیدکنندگان باتری باید اطمینان حاصل کنند که حداقل 50% از لیتیم از باتری‌های ضایعاتی بازیابی می‌شود، با اهدافی که در سال‌های بعد افزایش می‌یابد. این مقررات همچنین نیاز به ردیابی و گزارش‌دهی دقیق جریان‌های باتری را ایجاب می‌کند و شرکت‌ها را به سرمایه‌گذاری در فناوری‌های پیشرفته بازیافت و ردیابی سوق می‌دهد. تولیدکنندگان و بازیافت‌کنندگان بزرگ باتری در اروپا، مانند Umicore و Northvolt، در حال گسترش عملیات بازیافت خود برای رعایت این الزامات و تأمین مواد خام ثانویه برای کارخانه‌های گیگای خود هستند.
در ایالات متحده، قانون زیرساخت دوجانبه و قانون کاهش تورم منابع مالی قابل توجهی برای تحقیق، زیرساخت و توسعه زنجیره تأمین داخلی در زمینه بازیافت باتری اختصاص داده‌اند. وزارت انرژی ایالات متحده از پروژه‌های آزمایشی و تجاری‌سازی فناوری‌های پیشرفته بازیافت حمایت می‌کند و شرکت‌هایی مانند Redwood Materials و Li-Cycle در حال گسترش ظرفیت‌های پردازش خود هستند. چندین ایالت همچنین طرح‌های EPR و مقررات حمل و نقل برای باتری‌های با ولتاژ بالا در پایان عمر را معرفی می‌کنند تا ایمنی و استانداردهای زیست‌محیطی را در حوزه‌های قضائی هماهنگ کنند.
در آسیا، چین همچنان بزرگ‌ترین بازار برای هر دو EV و بازیافت باتری است. وزارت صنعت و فناوری اطلاعات (MIIT) به‌طور مداوم مقررات مربوط به ردیابی باتری، سهمیه‌های بازیافت و صدور مجوز برای شرکت‌های بازیافت را سخت‌تر می‌کند. تولیدکنندگان باتری پیشرو چینی مانند Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL) و GEM Co., Ltd. در حال سرمایه‌گذاری در تأسیسات بازیافت یکپارچه برای برآورده کردن الزامات نظارتی و نیازهای زنجیره تأمین خود هستند.
به جلو که نگاه کنیم، انتظار می‌رود که چشم‌انداز نظارتی حتی سخت‌گیرانه‌تر شود و تلاش‌های هماهنگی میان بازارهای بزرگ برای تسهیل حرکت مرزی باتری‌های پایان عمر و مواد ثانویه آغاز شود. ذینفعان صنعتی پیش‌بینی می‌کنند که رعایت این سیاست‌های در حال تحول منجر به نوآوری‌های بیشتر در فناوری‌های بازیافت، افزایش سرمایه‌گذاری در زیرساخت و تسریع انتقال به یک اقتصاد باتری دایره‌ای خواهد شد.
پویایی‌های زنجیره تأمین: تأمین، لجستیک و نرخ‌های بازیافت مواد
پویایی‌های زنجیره تأمین برای بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا در سال 2025 به شدت در حال تحول است که از افزایش پذیرش خودروهای برقی (EV) و چارچوب‌های نظارتی سخت‌تر ناشی می‌شود. تأمین باتری‌های پایان عمر (EOL) به‌طور فزاینده‌ای ساختار یافته است و خودروسازان، تولیدکنندگان باتری و بازیافت‌کنندگان تخصصی با یکدیگر همکاری می‌کنند تا مواد اولیه را تأمین کرده و ردیابی را تضمین کنند. به عنوان مثال، تسلا، اینک. یک برنامه‌های بازخرید مستقیم را راه‌اندازی کرده و با شرکای بازیافت همکاری می‌کند تا باتری‌های استفاده شده را از خودروهای خود بازیابی کند و به حداکثر بازیابی مواد و حداقل اثر زیست‌محیطی برسد.
لجستیک یک چالش حیاتی باقی مانده است به دلیل طبیعت خطرناک و چگالی انرژی بالای باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا. در سال 2025، شرکت‌ها در حال سرمایه‌گذاری در بسته‌بندی پیشرفته، ردیابی در زمان واقعی و سیستم‌های حمل و نقل خودکار هستند تا با مقررات حمل و نقل بین‌المللی سازگار شوند و خطرات را کاهش دهند. Umicore، گروه فناوری مواد اصلی، یک شبکه جهانی برای جمع‌آوری و حمل و نقل ایمن باتری‌های مصرف شده را اداره می‌کند و از کانتینرهای تخصصی و پلتفرم‌های لجستیک دیجیتال برای بهینه‌سازی مسیرها و کاهش ردپای کربن استفاده می‌کند.
نرخ‌های بازیابی مواد، یک معیار کلیدی عملکرد برای فناوری‌های بازیافت هستند. فرآیندهای هیدرومتالورژیکی و بازیافت مستقیم پیشرفته در حال گسترش برای بهبود بازده و خلوص مواد بازیابی شده مانند لیتیم، نیکل، کبالت و منگنز هستند. Northvolt، یک تولیدکننده پیشرو باتری در اروپا، گزارش می‌دهد که نرخ‌های بازیابی بالای 95% برای نیكل، كبالت و مس و بیش از 90% برای لیتیم در برنامه بازیافت Revolt خود دارد. به طور مشابه، Redwood Materials در ایالات متحده در حال افزایش ظرفیت خود برای پردازش ده‌ها هزار تن مواد باتری به‌طور سالانه است و بر زنجیره‌های تأمین حلقة بسته که فلزات بازیابی شده را به طور مستقیم به تولید سلول‌های جدید تغذیه می‌کند تمرکز دارد.
چشم‌انداز برای چند سال آینده به ادغام بیشتر بازیافت در زنجیره تأمین باتری اشاره می‌کند و با بیشتر OEMها و تولیدکنندگان سلول که در حال سرمایه‌گذاری در تأسیسات بازیافت داخلی یا مشترک هستند، با فشارهای نظارتی مانند مقررات باتری اتحادیه اروپا که اهداف حداقل بازیابی و الزامات مسئولیت تولیدکننده را تعیین می‌کند، تسریع می‌شود. به همین ترتیب، انتظار می‌رود که صنعت نرخ‌های بالاتری از بازیابی مواد را به دست آورد، وابستگی به مواد خام اولیه را کاهش دهد و پایداری زنجیره تأمین باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا را بهبود بخشد.
تحلیل تأثیرات اقتصادی و زیست‌محیطی
تأثیرات اقتصادی و زیست‌محیطی فناوری‌های بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا به طور فزاینده‌ای در حال اهمیت هستند چرا که پذیرش جهانی خودروهای برقی (EV) و ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر در سال 2025 تسریع می‌شود. افزایش حجم باتری‌های پایان عمر (EOL)، به ویژه از خودروهای برقی، هم نیاز و هم فرصت‌هایی را برای راه‌حل‌های پیشرفته بازیافت ایجاد می‌کند که می‌توانند مواد با ارزش را بازیابی کرده و در عین حال آسیب زیست‌محیطی را به حداقل برسانند.
از لحاظ اقتصادی، بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا یک فرصت دوگانه را ارائه می‌دهد: کاهش وابستگی به استخراج مواد خام اولیه و ایجاد یک زنجیره تأمین دایره‌ای برای مواد معدنی حیاتی مانند لیتیم، کبالت و نیکل. شرکت‌هایی مانند Umicore و Northvolt به شدت در سیستم‌های بازیافت حلقه بسته سرمایه‌گذاری می‌کنند. Umicore یکی از بزرگ‌ترین تأسیسات بازیافت باتری در اروپا را اداره می‌کند که ظرفیت پردازش هزاران تن زباله باتری در سال را دارد و تا 95% کبالت و نیکل و بیش از 70% لیتیم را بازیابی می‌کند. Northvolt برنامه Revolt خود را راه‌اندازی کرده تا 50% از مواد خام خود را از باتری‌های بازیافتی تا سال 2030 تأمین کند و پیش‌بینی می‌شود که در چند سال آینده به مراحل مهمی برسد زیرا تأسیسات جدید بازیافت به بهره‌برداری می‌رسند.
اقتصادای‌ویابی این فناوری‌ها همچنین با قیمت‌های رو به افزایش و خطرات زنجیره تأمین مرتبط با فلزات باتری اولیه حمایت می‌شود. با اجرایی شدن مقررات سخت‌گیرانه و مشوق‌های مربوط به بازیافت باتری توسط دولت‌ها در اتحادیه اروپا و آمریکای شمالی، انتظار می‌رود که بازار به سرعت رشد کند. به عنوان مثال، مقررات باتری اتحادیه اروپا که در سال 2025 به اجرا می‌رسد، حداقل محتوای بازیافتی در باتری‌های جدید و اهداف جمع‌آوری و کارآیی بازیافت بلندپروازانه را تعیین می‌کند که به‌طور مستقیم بر مدل‌های کسب و کار بازیافت‌کنندگان و تولیدکنندگان باتری تأثیر می‌گذارد.
از لحاظ زیست‌محیطی، فناوری‌های بازیافت پیشرفته مانند فرآیندهای هیدرومتالورژیکی و بازیافت مستقیم به کاهش ردپای کربن و زباله‌های خطرناک مرتبط با روش‌های سنتی پیرومتالورژیکی کمک می‌کنند. Redwood Materials، شرکتی مستقر در ایالات متحده که توسط یک CTO سابق تسلا تأسیس شده است، در حال افزایش عملیات برای بازیابی بیش از 95% از عناصر کلیدی باتری با تمرکز بر حداقل کردن انتشار گاز و مصرف آب است. به طور مشابه، Primobius، یک همکاری بین Neometals و گروه SMS، در حال تجاری‌سازی فرآیندی است که نرخ‌های بالای بازیابی را با تأثیر زیست‌محیطی کم به دست می‌آورد.
به جلو که نگاه کنیم، در چند سال آینده شاهد افزایش سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های بازیافت خواهیم بود که هم به دلیل فشارهای نظارتی و هم به دلیل ضرورت اقتصادی برای تأمین مواد حیاتی است. مزایای زیست‌محیطی—کاهش استخراج، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و کمتر شدن زباله‌های دفن‌شده—انتظار می‌رود که در حالیکه فناوری‌های بازیافت بالغ و مقیاس پیدا می‌کنند، بیشتر نمایان شود و بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا را به عنوان یکی از ارکان سیستم‌های انرژی و تحرک پایدار قرار دهد.
چالش‌های فناوری و فرصت‌های نوآوری
پذیرش سریع باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا—به ویژه آن‌هایی که دارای شیمی‌های غنی از نیکل و ولتاژهایی بیشتر از 4.2 ولت در هر سلول هستند—پیچیدگی‌های جدیدی را به فرایندهای بازیافت معرفی کرده است. تا سال 2025، صنعت با چندین چالش تکنولوژیکی برای بازیافت مؤثر و ایمن این باتری‌های پیشرفته روبرو است، اما همچنین فرصت‌های قابل توجهی برای نوآوری دارد.
یکی از چالش‌های اصلی، افزایش عدم پایداری شیمیایی و حرارتی مواد کاتدی با ولتاژ بالا، مانند NMC (نیكل-منگنز-كوبالت) و NCA (نیكل-كوبالت-آلومینیوم) در حالت‌های شارژ بالاتر است. این مواد بیشتر مستعد سوختگی حرارتی و واکنش‌های خطرناک در حین جداسازی و پردازش هستند و نیاز به پروتکل‌های ایمنی پیشرفته و تجهیزات تخصصی را ایجاب می‌کند. شرکت‌هایی مانند Umicore و Primobius در حال سرمایه‌گذاری در خطوط دیمونتاژ و پیش‌پردازش خودکار هستند که تماس انسانی را کاهش داده و کنترل فرایند را بهبود می‌بخشند.
یکی دیگر از موانع فنی، بازیابی مواد با خلوص بالا از معماری‌های باتری پیچیده و چند لایه است. سلول‌های با ولتاژ بالا معمولاً از بایندرها، پوشش‌ها و افزودنی‌های الکترولیت پیشرفته استفاده می‌کنند که بازیافت هیدرومتالورژیکی و پیرومتالورژیکی سنتی را پیچیده می‌کند. برای رفع این مشکل، نوآوران در حال توسعه روش‌های بازیافت مستقیم هستند که هدف آن‌ها حفظ ساختار مواد کاتدی برای نوسازی و استفاده مجدد، به جای تجزیه آن‌ها به فلزات پایه است. Redwood Materials و Li-Cycle در حال آزمایش چنین فرآیندهای حلقه بسته هستند و بر حداکثر بازیابی و کاهش مصرف انرژی تمرکز می‌کنند.
وجود ترکیبات فلورینه و الکترولیت‌های با ولتاژ بالا نیز خطرات زیست‌محیطی و عملیاتی دارد. این مواد می‌توانند در صورت عدم مدیریت صحیح، محصولات جانبی سمی تولید کنند. در پاسخ، رهبران صنعتی در حال همکاری در فناوری‌های بازیابی و خنثی‌سازی حلال هستند و همچنین طراحی باتری بهبود یافته برای پردازش آسان‌تر در پایان عمر را توسعه می‌دهند. BASF و Umicore از جمله شرکت‌هایی هستند که تحقیقاتی در مورد مواد بازیافتی و فرآیندهای سازگار با محیط زیست را پیش می‌برند.
به جلو که نگاه کنیم، انتظار می‌رود که طی چند سال آینده شاهد گسترش بیشتر کارخانه‌های بازیافت مدولار و مقیاس‌پذیر قادر به پردازش شیمی‌های مختلف با ولتاژ بالا باشیم. همکاری‌ها بین تولیدکنندگان باتری، بازیافت‌کنندگان و خودروسازان به تسریع توسعه فرمت‌ها و برچسب‌گذاری استاندارد باتری کمک می‌کند که به طور بیشتری لجستیک بازیافت را ساده‌سازی خواهد کرد. مقررات جدید باتری اتحادیه اروپا، که قرار است در سال 2025 به اجرا در آید، نیز سرمایه‌گذاری در ردیابی و کارایی بازیابی مواد را تسریع می‌کند و یک معیار جهانی برای مدیریت چرخه زندگی پایدار باتری‌ها قرار می‌دهد.
در خلاصه، در حالی که بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا چالش‌های فنی قابل توجهی را ارائه می‌دهد، همچنین موجی از نوآوری را تحریک می‌کند. این بخش آماده است تا به تحولات سریعی دست یابد و شرکت‌های پیشرو و چارچوب‌های نظارتی زنجیره ارزش باتری را به سمت دایره‌ای و مقاوم‌تری شکل دهند.
مطالعه موارد: پروژه‌های موفق بازیافت باتری‌های با ولتاژ بالا
در سال‌های اخیر، بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا—به‌ویژه آن‌هایی که در خودروهای برقی (EV) و ذخیره‌سازی شبکه استفاده می‌شوند—به سرعت پیشرفت کرده است و چندین پروژه بزرگ‌مقیاس نشان دهنده قابلیت‌های فنی و وعده‌های تجاری هستند. با افزایش انباشت جهانی باتری‌های پایان عمر EV، رهبران صنعتی و نوآوران در حال گسترش عملیات بازیافت برای بازیابی مواد با ارزش، کاهش اثرات زیست‌محیطی و حمایت از یک اقتصاد باتری دایره‌ای هستند.
یکی از بارزترین مطالعات موردی همکاری بین Umicore و تولیدکنندگان بزرگ خودروسازی است. Umicore، یک شرکت فناوری مواد مستقر در بلژیک، یکی از بزرگ‌ترین تأسیسات بازیافت باتری‌ها را در اروپا اداره می‌کند. فرآیند آن‌ها شامل پیش‌پردازش مکانیکی با استفاده از تکنیک‌های هیدرومتالورژیکی پیشرفته است تا کبالت، نیکل، لیتیم و مس را از بسته‌های باتری با ولتاژ بالا بازیابی کند. در سال 2023، Umicore اعلام کرد که ظرفیت بازیافت خود را برای پردازش تا 150000 تن مواد باتری در سال تا سال 2026 گسترش می‌دهد که نشان‌دهنده پیش‌بینی افزایش باتری‌های پایان عمر EV است.
در آمریکای شمالی، Redwood Materials به عنوان یک بازیگر کلیدی خود را معرفی کرده است. این شرکت که توسط یک CTO سابق تسلا تأسیس شده است، با خودروسازان و تولیدکنندگان باتری برای جمع‌آوری، جداسازی و بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا همکاری می‌کند. تا سال 2025، Redwood Materials قصد دارد به اندازه کافی مواد پردازش کند تا تأمین‌کننده 1 میلیون باتری EV در سال شود و از یک سیستم حلقه بسته که فلزات بازیابی شده را مستقیماً به تولیدکنندگان باتری بازمی‌گرداند بهره‌برداری کند. تأسیسات آن‌ها در نوادا از ترکیبی از فرآیندهای پیرومتالورژیکی و هیدرومتالورژیکی استفاده می‌کند و نرخ‌های بازیابی بالای 95% برای فلزات کلیدی را به دست می‌آورد.
در آسیا، Contemporary Amperex Technology Co., Limited (CATL)، بزرگ‌ترین تولیدکننده باتری لیتیم یونی در جهان، به شدت در زیرساخت‌های بازیافت سرمایه‌گذاری کرده است. CATL چندین تأسیسات بازیافتی را در چین اداره می‌کند و جمع‌آوری باتری، جداسازی و بازیابی مواد را ادغام می‌کند. در سال 2024، این شرکت گزارش داد که بیش از 200,000 تن باتری استفاده شده را بازیافت کرده و برنامه‌هایی برای گسترش ظرفیت خود به عنوان بخشی از تعهدش به زنجیره‌های تأمین پایدار باتری دارد.
این مطالعات موردی روندی را به سمت یکپارچگی عمودی نشان می‌دهد، جایی که تولیدکنندگان باتری و بازیافت‌کنندگان برای اطمینان از ردیابی مواد و حداکثر بازیابی منابع همکاری می‌کنند. انتظار می‌رود که در سال‌های آینده شاهد گسترش بیشتر چنین پروژه‌هایی باشیم که تحت تأثیر الزامات نظارتی، مشوق‌های اقتصادی و تقاضای رو به رشد برای مواد بازیافتی باتری قرار دارند. به عنوان بیشتر باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا به پایان عمر برسند، این پروژه‌های پیشرو، معیاری برای فناوری‌های بازیافت مؤثر و پایدار در سطح جهانی می‌سازند.
چشم‌انداز آینده: فرصت‌های بازار، ریسک‌ها و توصیه‌های استراتژیک
چشم‌انداز آینده فناوری‌های بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا در سال 2025 و سال‌های بعد تحت تأثیر پذیرش سریع خودروهای برقی (EV)، فشارهای نظارتی و نوآوری‌های تکنولوژیکی سریع قرار دارد. با پیش‌بینی فروش جهانی EV به بیش از 17 میلیون واحد در سال 2025، حجم باتری‌های با ولتاژ بالا که وارد چرخه بازیافت می‌شوند به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و چالش‌ها و فرصت‌های قابل توجهی را برای ذینفعان صنعت ایجاد می‌کند.
فرصت‌های بازار به نیاز فوری برای تأمین مواد خام حیاتی مانند لیتیم، نیکل و کبالت بستگی دارد. تولیدکنندگان پیشرو باتری و خودروسازان به‌طور فزاینده‌ای در حال سرمایه‌گذاری در بازیافت حلقه بسته برای کاهش ریسک‌های زنجیره تأمین و برآورده کردن اهداف پایدار هستند. به عنوان مثال، Contemporary Amperex Technology Co., Limited (CATL)، بزرگ‌ترین تولیدکننده باتری در جهان، شرکت‌های وابسته به بازیافت را تأسیس کرده و در حال گسترش فرآیندهای هیدرومتالورژیکی و بازیافت مستقیم برای بازیابی مواد با خلوص بالا از باتری‌های با ولتاژ بالا است. به‌طور مشابه، Umicore یکی از بزرگ‌ترین تأسیسات بازیافت باتری را در اروپا اداره می‌کند و از فناوری‌های ذوب و تصفیه اختصاصی برای پردازش طیف وسیعی از شیمی‌های لیتیم یونی استفاده می‌کند که شامل انواع با ولتاژ بالا است.
شراکت‌های استراتژیک به عنوان یک روند کلیدی در حال ظهور است. غول‌های خودروسازی مانند Volkswagen Group و تسلا، اینک. در حال همکاری با ارائه‌دهندگان فناوری بازیافت برای تأسیس شبکه‌های بازیافت مقیاس‌پذیر و محلی هستند. این اتحادها بهینه‌سازی لجستیک، کاهش هزینه‌ها و اطمینان از تطابق با مقررات در حال تغییر، مانند مقررات باتری اتحادیه اروپا که حداقل محتوای بازیافتی و مسئولیت تولیدکننده را الزامی می‌کند، را هدف قرار داده‌اند.
با این حال، این بخش با ریسک‌های قابل توجهی مواجه است. تنوع شیمی‌های باتری با ولتاژ بالا—از NMC (نیكل-منگنز-كوبالت) تا LFP (لیتیوم آهن فسفات)—چالش‌های فنی را برای بازیابی مؤثر مواد ایجاد می‌کند. نگرانی‌های ایمنی مرتبط با نحوه نگه‌داری و جداسازی باتری‌های با انرژی بالا، نیاز به اتوماسیون پیشرفته و پروتکل‌های ایمنی robust را ایجاب می‌کند. علاوه بر این، شیوه‌های اقتصادی فعالیت‌های بازیافت نسبت به نوسانات قیمت کالاها و سرعت نوآوری حساس است.
توصیه‌های استراتژیک برای ذینفعان شامل سرمایه‌گذاری در فناوری‌های بازیافت مدولار و انعطاف‌پذیر است که می‌تواند به طراحی‌های در حال تغییر باتری سازگار شود و ایجاد همکاری‌هایی بین صنایع برای استانداردسازی فرمت‌ها و برچسب‌گذاری باتری است. شرکت‌ها باید سیستم‌های ردیابی دیجیتالی را برای پیگیری منشاء و ترکیب باتری‌ها اولویت دهند تا کارایی فرایند و تطابق با الزامات نظارتی را افزایش دهند. با بلوغ بازار، آن‌هایی که به طور پیشگیرانه به این چالش‌ها رسیدگی می‌کنند و از نوآوری استفاده می‌کنند، بهترین موقعیت را برای بهره‌برداری از ارزش در اکوسیستم بازیافت باتری‌های لیتیم با ولتاژ بالا خواهند داشت.
منابع و مراجع
- Umicore
- Northvolt
- Redwood Materials
- Li-Cycle Holdings
- Contemporary Amperex Technology Co. Limited (CATL)
- GEM Co., Ltd.
- Ecobat
- BASF
- Neometals
- BASF
- Volkswagen Group
