Quando si parla di riciclo delle batterie agli ioni di litio, l’attenzione si concentra spesso su litio, nichel e cobalto. Tuttavia, un altro materiale, la grafite rappresenta una parte significativa delle celle, arrivando a pesare tra il 40 e il 50% del loro peso. Il recupero efficiente di questo materiale richiede un processo di purificazione molto rigoroso.
La grafite recuperata deve essere estremamente pura per essere riutilizzata come anodo l’elettrodo negativo della batteria. La purezza richiesta è di almeno il 99,5%, ma nella produzione commerciale di anodi, la purezza mainstream supera il 99,95%, con impurità metalliche misurate in parti per milione.
Il processo di recupero della grafite
Il materiale di partenza per il riciclo è la massa nera ottenuta tritando le vecchie celle. Questa massa contiene un mix di metalli e grafite che devono essere separati. Tuttavia, la composizione della massa nera varia in base al tipo di batteria e al suo utilizzo, rendendo il processo di recupero più complesso.
Per ottenere una grafite pura, si utilizza un processo termico dedicato che mira a ottenere una resa elevata e una purezza di circa il 95% di carbonio fisso. GreenLIB un’azienda canadese specializzata nel recupero di materiali critici dalle batterie, descrive output di massa nera pulita e di elevata purezza, pronti per ulteriori fasi di raffinazione.
Per raggiungere livelli di purezza ancora più elevati, si ricorre alla lisciviazione acida un trattamento chimico che scioglie le impurità residue, lasciando il carbonio. Una singola lisciviazione può portare il contenuto di carbonio fisso vicino al 99,9%, mentre una doppia lisciviazione lo spinge fino a circa il 99,95%. Questo processo è fondamentale per trasformare il materiale di scarto in una materia prima secondaria vendibile.
L’importanza della purezza della grafite
Le impurità presenti nella grafite recuperata non sono un dettaglio da laboratorio. Tracce di metalli o altri contaminanti possono alterare la struttura cristallina del materiale e,
Un progetto di ricerca ha sviluppato metodologie per caratterizzare in dettaglio le proprietà strutturali, magnetiche e chimiche delle masse nere, fornendo dati su composizione, purezza ed eterogeneità del materiale. L’obiettivo è definire classi di qualità standardizzate, così da orientare i processi di riciclo a valle con parametri condivisi invece che caso per caso.
La ricaduta industriale è già visibile: LICO un’azienda nordamericana attiva nel riciclo di batterie agli ioni di litio, ha siglato con Epsilon un accordo di fornitura di grafite recuperata come materia prima secondaria da qualificare e integrare nei processi per materiali anodici. Questo accordo è un segnale concreto che la filiera comincia a fidarsi della grafite riciclata, a patto che la purezza sia certificata e tracciabile.
Le sfide future del riciclo della grafite
Il Regolamento (UE) 2023/1542 sulle batterie e i rifiuti di batterie resta il riferimento normativo per chi gestisce questi flussi. Entro il 1° gennaio 2026, gli Stati membri devono monitorare i flussi di rifiuti di batterie, mentre i successivi target vincolanti di raccolta e recupero spingono concretamente a valorizzare anche la grafite recuperata.
Resta aperta la questione della scala industriale per la grafite riciclata. I processi che mirano a contenuti di carbonio fisso attorno al 99,95% sono in transizione dai progetti pilota a capacità sempre più elevate. Il salto di volume dipenderà da quanto rapidamente queste tecniche di caratterizzazione e purificazione verranno replicate su impianti di dimensioni maggiori.