Litiumin kierrätys litiumioniakuista : kierrätysteknologioiden nykytila ja menetelmien kehitys

Abstract

Litiumin kierrätys litiumioniakuista on keskeinen osa kestävää akkutuotantoa ja kriittisten raaka-aineiden hallintaa. Litiumin kemialliset ominaisuudet, kuten pieni ionikoko ja reaktiivisuus, tekevät sen talteenotosta haastavaa, erityisesti mustasta massasta. Kierrätyksen merkitys korostuu kasvavan akkukysynnän ja EU:n asettamien kierrätystavoitteiden myötä.

Tässä kirjallisuustutkielmassa tarkasteltiin litiumin kierrätyksen teknologioita, menetelmiä ja toimijoita. Työ esittelee hydrometallurgisia, pyrometallurgisia ja suoran kierrätyksen ratkaisuja sekä näiden yhdistelmiä. Erityistä huomiota kiinnitettiin eurooppalaisiin ja suomalaisiin kehityshankkeisiin sekä alan kaupallistamisen haasteisiin. Uusissa menetelmissä erityistä huomiota kiinnitettiin litiumin talteenoton haasteisiin ja siihen, millaisia erillisiä prosesseja sen erottaminen usein vaatii verrattuna muihin metalleihin.

Litiumin kierrätysmenetelmät ovat monipuolisia mutta vielä kehitysvaiheessa. Talteenoton tehokkuus vaihtelee menetelmittäin, ja litiumin erottaminen vaatii usein erillisiä prosesseja eri akkukemioissa. Alan kehitystä ohjaavat ympäristötavoitteet, teknologiset innovaatiot ja pyrkimys suljettuun materiaalikiertoon. Taloudellinen kannattavuus sekä menetelmien saattaminen tutkimusasteelta suuren mittakaavan prosesseihin luovat haasteita kierrätyksen kehittymiselle.

The recycling of lithium from lithium-ion batteries is a key component of sustainable battery production and the management of critical raw materials. The chemical properties of lithium, such as its small ionic radius and high reactivity, make its recovery challenging, particularly from black mass. The importance of recycling is further emphasized by the growing demand for batteries and the recycling targets set by the European Union.

This literature review examined the technologies, methods, and actors involved in lithium recycling. Hydrometallurgical, pyrometallurgical, and direct recycling approaches, as well as their combinations, were presented. Special attention was given to European and Finnish development projects and the challenges related to commercialization. Regarding emerging methods, particular focus was placed on the difficulties of lithium recovery and the distinct processes often required for its separation compared to other metals.

Lithium recycling methods are diverse but still under development. Recovery efficiency varies between processes, and lithium separation often requires dedicated steps, especially due to differences in battery chemistries. Progress in the field is driven by environmental goals, technological innovations, and the pursuit of closed-loop material cycles. However, economic viability and the scaling of methods from research to industrial applications continue to pose challenges for the development of recycling.