Tirando o Chumbo da Reciclagem de Baterias de Lítio

Quando chega aquela manhã fatídica em que seu carro não ganha mais vida com um rápido giro da chave, mas sim geme de descontentamento com o triste estado do sistema elétrico de seu carro, seu curso é claro: você precisa de uma bateria nova. Quer você faça isso sozinho ou - pereça o pensamento - delegue o trabalho a outra pessoa, o resultado final é o mesmo. Você obtém uma bateria de chumbo-ácido novinha em folha, e a antiga é removida para ser triturada e transformada em uma nova bateria em um sistema de circuito fechado quase perfeito.

Compare isso com o que acontece com a bateria do seu laptop quando ela finalmente desiste do fantasma. Alguns de nós abrirão o pacote, encontrarão a provável célula defeituosa e consertarão o pacote ou reaproveitarão as células boas. Mas a maioria das baterias mortas à base de lítio são descartadas no lixo comum ou colocadas em lixeiras azuis com a melhor das intenções, mas geralmente acabam no aterro de qualquer maneira.

Por que a diferença entre baterias de chumbo e de lítio? E essas duas tecnologias aparentemente semelhantes determinam por que uma bateria pode ter 98% de seu material reciclado, enquanto a outra é mais barata apenas para jogar fora? E quais são as implicações no futuro, quando baterias de veículos elétricos começarem a entrar no fluxo de resíduos a granel?

Entender a disparidade entre a reciclagem de baterias de chumbo-ácido e íon-lítio se resume a dois fatores principais: tempo e química. No lado do tempo da equação, considere que a bateria grande e robusta sob o capô é uma tecnologia bastante antiga. As baterias de chumbo-ácido existem há tanto tempo quanto os carros, e mais algumas. Como tal, eles têm mais de um século de vantagem sobre seus primos baseados em lítio em termos de infraestrutura. Usamos essas coisas desde sempre e realmente discamos no gerenciamento do ciclo de vida delas. Do berço ao túmulo e de volta ao berço, as baterias de chumbo-ácido se beneficiam de um sistema de fabricação e distribuição abrangente e altamente integrado, que a indústria de íons de lítio ainda não teve tempo de desenvolver. A infraestrutura de chumbo-ácido costuma usar exatamente os mesmos caminhões que entregam as baterias aos varejistas para a viagem de volta ao reciclador.

O tempo também contribui com a rápida rotatividade das baterias automotivas. A bateria média do carro dura cerca de quatro anos, mais ou menos, e como a vida útil média de um carro agora é de cerca de onze anos, cada carro provavelmente terá três ou mais baterias ao longo de sua vida útil. Para veículos elétricos e híbridos, a bateria é projetada para durar praticamente a vida útil do veículo, portanto, salvo acidentes que inutilizem o veículo envolvido, as baterias de íons de lítio simplesmente não entrarão no fluxo de reciclagem quase com a mesma frequência que as baterias de chumbo-ácido. Isso é um pouco negado pelo número de baterias de íons de lítio de produtos de consumo, como laptops e ferramentas elétricas; aqueles entram no fluxo de resíduos muito mais rápido do que as baterias de íon-lítio de veículos elétricos e híbridos. Mas esses números são um erro de arredondamento na equação em comparação com o número de baterias de chumbo-ácido recicladas todos os dias.

Quanto à química, quanto mais simples for a mistura de materiais em um objeto, mais fácil será reciclar. Latas de alumínio, que são apenas alumínio e tinta, são incrivelmente fáceis de recuperar com a adição de um pouco de calor. As baterias de chumbo-ácido não são tão simples, mas chegam perto: apenas chumbo, óxido de chumbo e ácido sulfúrico em uma caixa de plástico. Cada material na bateria tem um caminho simples do velho para o novo: as placas de chumbo derretem facilmente em baixas temperaturas e podem ser facilmente purificadas, idem para o PVC que normalmente compõe o invólucro da bateria, e o eletrólito de ácido sulfúrico pode ser diluído e descartados como águas residuais, ou os sulfatos podem ser recuperados para a fabricação de novos eletrólitos ou usados ​​na produção de outros itens de consumo, como sabonetes.

As baterias de lítio, por outro lado, têm químicas muito mais complicadas e uma mistura de materiais que não funcionam e funcionam bem juntos em um processo de reciclagem industrial. Uma bateria de íon-lítio não é apenas lítio, mas também contém compostos de cobalto, manganês, fosfato de ferro ou níquel, sem falar no alumínio, cobre e grafite. Não apenas a mistura de metais é mais complicada, mas sua forma física como pós revestidos em folha de metal torna a recuperação de cada componente muito mais complicada do que apenas jogá-lo em um forno.