Akhir tahun ini, perusahaan KanadaLi-Siklusakan mulai membangun pabrik senilai US$175 juta di Rochester, N.Y., di lahan yang dulunya merupakan kompleks Eastman Kodak. Jika selesai, pabrik ini akan menjadi pabrik daur ulang baterai lithium-ion terbesar di Amerika Utara.
Pabrik tersebut pada akhirnya akan memiliki kapasitas sebesar 25 metrik kiloton bahan baku, memulihkan 95 persen atau lebih kobalt, nikel, litium, dan elemen berharga lainnya melalui proses tanpa air limbah dan tanpa emisi yang dilakukan perusahaan. “Kami akan menjadi salah satu sumber nikel dan litium dalam negeri terbesar, serta satu-satunya sumber kobalt di Amerika Serikat,” kataAjay Kochhar, salah satu pendiri dan CEO Li-Cycle.
Didirikan pada akhir tahun 2016, perusahaan ini merupakan bagian dari industri berkembang pesat yang berfokus pada pencegahan puluhan ribu ton baterai lithium-ion memasuki tempat pembuangan sampah. Dari 180.000 metrik ton baterai Li-ion yang tersedia untuk didaur ulang di seluruh dunia pada tahun 2019, hanya lebih dari setengahnya yang didaur ulang. Seiring dengan melonjaknya produksi baterai litium-ion, minat terhadap daur ulang juga meningkat.
Menurut yang berbasis di LondonPenyimpanan Energi Melingkar, sebuah konsultan yang melacak pasar daur ulang baterai litium-ion, sekitar seratus perusahaan di seluruh dunia mendaur ulang baterai litium-ion atau berencana untuk segera melakukannya. Industri ini terkonsentrasi di Tiongkok dan Korea Selatan, tempat sebagian besar baterai juga diproduksi, namun terdapat puluhan perusahaan rintisan daur ulang di Amerika Utara dan Eropa. Selain Li-Cycle, daftar itu juga mencakup yang berbasis di Stockholmtegangan utara, yang bersama-sama membangun pabrik daur ulang baterai kendaraan listrik dengan NorwegiaHidro, dan alumni Tesla J.B. StraubelBahan Kayu Merah, yang memiliki cakupan daur ulang limbah elektronik yang lebih luas. [Lihat sidebar, “14 Proyek Daur Ulang Baterai Li-ion yang Perlu Diperhatikan.”]
Startup ini bertujuan untuk mengotomatisasi, menyederhanakan, dan membersihkan proses yang memakan banyak tenaga kerja, tidak efisien, dan kotor. Secara tradisional, daur ulang baterai melibatkan pembakaran baterai untuk mendapatkan kembali sebagian logamnya, atau menggiling baterai dan mengolah “massa hitam” yang dihasilkan dengan pelarut.
Daur ulang baterai tidak hanya harus lebih bersih—tetapi juga harus menghasilkan keuntungan yang dapat diandalkan, katanyaJeff Spangenberger, direkturPusat ReCell, sebuah kolaborasi penelitian daur ulang baterai yang didukung oleh Departemen Energi AS. “Mendaur ulang baterai lebih baik dibandingkan jika kita menambang bahan baru dan membuang baterainya,” kata Spangenberger. “Tetapi perusahaan daur ulang kesulitan memperoleh keuntungan. Kita perlu menjadikannya hemat biaya, sehingga masyarakat mempunyai insentif untuk mengembalikan baterai mereka.”
Li-Siklus akan beroperasi pada model “spoke dan hub”, dengan jari-jari tersebut menangani pemrosesan awal baterai lama dan sisa baterai, dan massa hitam dimasukkan ke dalam hub yang terletak di pusat untuk pemrosesan akhir menjadi material yang setara dengan baterai. Perusahaan pertama yang berbicara adalah di Kingston, Ontario, dekat Toronto, tempat Li-Cycle berkantor pusat; jeruji kedua baru saja dibuka di Rochester, tempat hub masa depan dijadwalkan dibuka pada tahun 2022.
Insinyur Li-Cycle terus meningkatkan daur ulang hidrometalurgi tradisional, kata Kochhar. Misalnya, alih-alih membongkar paket baterai EV menjadi sel dan mengosongkannya, mereka memisahkan paket tersebut menjadi modul yang lebih besar dan memprosesnya tanpa mengosongkannya.
Dalam hal kimia baterai, Li-Cycle bersifat agnostik. Baterai nikel mangan kobalt oksida arus utama mudah didaur ulang seperti baterai berbasis litium besi fosfat. “Tidak ada keseragaman dalam industri ini,” kata Kochhar. “Kami tidak mengetahui secara pasti kandungan kimia dari baterai tersebut, dan kami tidak perlu mengetahuinya.”
Berapa banyak baterai yang perlu didaur ulang? Dalam presentasinya, Kochhar mengacu pada “tsunami yang datang” dari baterai lithium-ion bekas. Dengan penjualan kendaraan listrik global yang diperkirakan akan meningkat dari 1,7 juta pada tahun 2020 menjadi 26 juta pada tahun 2030, mudah untuk membayangkan bahwa kita akan segera dibanjiri baterai bekas.
Namun baterai lithium-ion memiliki umur yang panjang, katanyaEric Melin-nya, direktur Penyimpanan Energi Melingkar. “Tiga puluh persen kendaraan listrik bekas dari pasar AS kini berada di Rusia, Ukraina, dan Yordania, dan baterainya ikut serta sebagai penumpang dalam perjalanan tersebut,” kata Melin. Baterai EV juga dapat digunakan kembali sebagaipenyimpanan stasioner. “Masih banyak nilai dalam produk-produk [bekas] ini,” katanya.
Melin memperkirakan Amerika Serikat akan memiliki sekitar 80 metrik kiloton baterai Li-ion untuk didaur ulang pada tahun 2030, sementara Eropa akan memiliki 132 metrik kiloton. “Setiap perusahaan [daur ulang] mendirikan pabrik dengan kapasitas ribuan ton, namun Anda tidak dapat mendaur ulang bahan lebih banyak dari yang Anda miliki,” ujarnya.
Spangenberger dari ReCell setuju bahwa kebutuhan akan peningkatan kapasitas daur ulang baterai tidak akan mendesak untuk sementara waktu. Itu sebabnya penelitian kelompoknya difokuskan pada proyek jangka panjang, termasuk daur ulang katoda langsung. Daur ulang tradisional memecah katoda menjadi garam logam, dan mengubah garam kembali menjadi katoda membutuhkan biaya yang mahal. ReCell berencana mendemonstrasikan metode hemat biaya untuk mendaur ulang bubuk katoda tahun ini, namun perlu waktu lima tahun lagi sebelum proses tersebut siap untuk penerapan volume tinggi.
Meskipun tsunami baterai belum tiba, Kochhar mengatakan konsumen elektronik dan produsen kendaraan listrik kini tertarik dengan layanan Li-Cycle. “Seringkali, mereka mendorong pemasok mereka untuk bekerja sama dengan kami, dan hal ini sangat bermanfaat bagi kami dan sangat menarik untuk dilihat,” kata Kochhar.
“Para peneliti yang terlibat dalam daur ulang sangat bersemangat dengan apa yang mereka lakukan—ini adalah tantangan teknis yang besar dan mereka ingin mencari tahu karena ini adalah hal yang benar untuk dilakukan,” kata Spangenberger. “Tetapi ada juga uang yang bisa dihasilkan, dan itulah daya tariknya.”
