Introduzione
Surriscaldamento e inquinamento atmosferico sono temi della nostra epoca, legati all’uso di combustibili fossili sia in campo energetico che nel settore della trazione veicolare. Altro argomento è quello che riguarda la possibilità di un esaurimento di tali combustibili fossili in tempi non molto lontani.È a causa di ciò che si discute su come ovviare a questi problemi sfruttando ad esempio fonti di energia alternativa, compresa quella nucleare, o sviluppando veicoli che possono evitare completamente, o almeno in parte, di essere mossi dall’energia ricavata direttamente dalla combustione.
I veicoli elettrici di prima generazione sono stati equipaggiati con batterie piombo-acido o nichel-cadmio. Queste due tecnologie sono contraddistinte da una bassa densità energetica che le rende impraticabili nel caso in cui i veicoli debbano percorrere un lungo tragitto.
Grazie ad una densità energetica che è tre o quattro volte superiore, gli accumulatori al litio (Li-ione, Li-polimero, LiFePO4) permettono ai costruttori di progettare veicoli elettrici con
performance superiori.
Il perfezionamento e la diffusione di questa tipologia di batterie sono perciò all’ordine del giorno e sono stati favoriti dal sempre più crescente utilizzo di questi accumulatori nell’elettronica di uso comune (cellulari, laptop, apparecchi acustici, palmari, lettori DVD portatili, aeromodellismo, ricevitori e trasmettitori Bluetooth) e nell’elettronica militare.
Dall’aumento della produzione di questo tipo di batterie consegue anche un aumento di batterie esauste: basti pensare che solo nel 2000 la produzione mondiale di batterie al litio ha
raggiunto circa 500 milioni di celle dal cui uso si stima una conseguente produzione annua di rifiuti di 200-500 MT.
È da qui che nasce lo scopo di questo lavoro di tesi incentrato infatti su attività di ricerca e trasferimento di tecnologia nell’ambito dei processi di recupero e riciclaggio delle batterie al litio a fine vita, con particolare attenzione alle Li-polimero e LiFePO4, tipiche del settore
dell’autotrazione.
I fattori che incrementano quest’interesse nel riciclo delle batterie esauste sono i seguenti:
scarsa reperibilità del litio come materia prima;
necessità di smaltire rifiuti inquinanti, mettendo in sicurezza quelli pericolosi, tossici o infiammabili;
benefici economici a causa del recupero di materiali con alto valore intrinseco (Co, Li, Mn, Ni, V).
A conferma di quanto detto, in Figura Figura 1.1, è mostrato l’andamento della produzione e del consumo di litio, della richiesta delle batterie, dell’utilizzo di materiale vergine per la loro produzione nel corso degli anni e dell’effetto che il riciclo delle batterie avrebbe su quest’ultimo.
Figura 1.1 Effetto del riciclo delle batterie sulla richiesta di litio. (1)
È evidente perciò che il riciclo delle batterie comporterebbe una diminuzione della richiesta di litio vergine con conseguenti vantaggi economici.
