Second Life per le batterie Powertool: c’è potenziale, ma il riciclo rimane comunque la soluzione principale

Circa la metà delle batterie agli ioni di litio esaurite provenienti da attrezzi elettrici non è completamente scarica al momento della restituzione. Tuttavia, finora solo una piccola parte di esse può essere riciclata in modo economicamente vantaggioso. Il progetto di ricerca EASLi ha analizzato quale percorso di riciclo sia adatto a ciascun tipo di batteria, concentrandosi soprattutto su una selezione più precoce e precisa.

Sotto la guida della fondazione GRS, un consorzio ha esaminato lungo l’intera catena di valorizzazione e smaltimento delle batterie quali siano i metodi tecnicamente e praticamente più idonei per le batterie agli ioni di litio NMC esaurite provenienti da attrezzi elettrici. Hanno partecipato Robert Bosch Power Tools, la Gemeinsame Rücknahmesystem Servicegesellschaft mbH, Battery Damage Service (BDS), Erlos Produktion und Montagen GmbH e ECOLOGICON GmbH. La Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) ha finanziato il progetto da gennaio 2025 a febbraio 2026.

Sono stati al centro dell’attenzione tre cicli: il recupero per una seconda fase di utilizzo (Ciclo 1), la valorizzazione idrometallurgica di alta qualità, i cui materiali grezzi possono essere riutilizzati nella produzione di catodi (Ciclo 2), e la valorizzazione pirometallurgica per ottenere materiali grezzi secondari di qualità inferiore (Ciclo 3).

Cosa finisce effettivamente nel ciclo di riciclo

In tre campagne di analisi sono stati esaminati più di quattro tonnellate di materiali provenienti da punti di raccolta (ad esempio discariche di riciclo o negozi di bricolage). Tra i dispositivi PowerTool analizzati, le batterie al litio-ione rappresentavano il 55 percento circa. Le batterie al nichel-cadmio costituivano ancora il 37 percento a causa di esemplari rimasti in circolazione, nonostante dal 2017 non siano più ammesse nell’uso con attrezzi elettrici.

L’alto contenuto di batterie NiCd dimostra quanto a lungo rimangano in uso le batterie per attrezzi PowerTool. Nei casi di batterie con anno di produzione identificabile – circa un quarto del totale – il periodo medio tra produzione e restituzione era di circa dieci anni; l’esemplare più vecchio risaliva al 1989. Le batterie utilizzate a scopo privato venivano restituite dopo circa otto anni, mentre quelle utilizzate a scopo commerciale dopo circa quattro.

C’è potenziale tecnologico

Nel complesso, circa il 70 percento delle batterie per Powertool classificate era completamente scarica. Questa situazione è tipica soprattutto delle batterie NiCd più vecchie. Al contrario, circa la metà delle batterie al litio-ione non era completamente scarica; le batterie più recenti presentavano in media un livello di carica più elevato. Pertanto, il flusso di riciclo odierno contiene sicuramente batterie la cui vita utile tecnica non è ancora terminata e per le quali un ulteriore controllo dello stato può rivelarsi utile per possibili applicazioni di seconda vita o riutilizzo.

BDS ha verificato quante di queste batterie fossero effettivamente riutilizzabili esaminando 265 batterie usate da 18 volt. La procedura di controllo includeva dalla visualizzazione visiva, alle misurazioni di tensione e delle singole celle, fino alla determinazione dello State of Health (SoH) attraverso cicli di carica e scarica. Il risultato è deludente: il 62 percento delle batterie era stato scaricato completamente, e quasi un terzo aveva una tensione inferiore a 4 volt, segno di danni irreversibili alle celle. Nella successiva valutazione dello stato di salute sono stati analizzati due flussi di materiale: uno relativo al produttore e uno registrato tramite un programma di ritiro. Nelle sottocampionature esaminate, il 30 percento rispettivamente l’11 percento delle batterie era adatto al riutilizzo. A causa delle dimensioni limitate dei campioni, pari a 64 rispettivamente 19 batterie, non è possibile trarre conclusioni rappresentative sui flussi di materiale nel loro insieme.

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Perché non si è ancora trasformato in un modello di business

I bassi tassi di riutilizzo rappresentano un problema fondamentale per la redditività. Nello scenario esaminato, con i costi del personale in Germania, le spese per test e strumenti di misurazione supereranno probabilmente i ricavi derivanti dalle batterie riutilizzabili. Secondo il rapporto finale, per una crescita economica è quindi necessaria una selezione più mirata, l’automatizzazione di alcune fasi di controllo o condizioni di acquisto adeguate.

Aggiungonsi poi gli ostacoli legali. Le batterie consegnate per lo smaltimento sono considerate rifiuti a causa della volontà degli utenti finali di sbarazzarsene e possono essere consegnate soltanto a imprese specializzate in smaltimento certificate – certificazioni che di solito i produttori di attrezzature non possiedono. Restano inoltre irrisolte questioni relative alla responsabilità e alle garanzie, la domanda su quale marchio vengano vendute le batterie riciclate, e mancano standard uniformi per la verifica e il riutilizzo.

Anche la progettazione del prodotto rappresenta un ostacolo: le batterie per strumenti elettrici sono progettate per essere robuste e sicure in funzionamento, non per essere smontabili. Le saldature e la grande varietà di materiali rendono difficile il recupero. La conclusione del rapporto finale è pertanto piuttosto cauta: le applicazioni di second life sono tecnicamente possibili, ma attualmente esistono notevoli ostacoli legali, pratici ed economici che ne impediscono una diffusione su larga scala.

Il riciclo di alta qualità dovrebbe rappresentare la quota maggiore

Pertanto, il team del progetto prevede che in futuro la stragrande maggioranza delle batterie NMC usate per strumenti elettrici venga indirizzata verso il ciclo 2, a condizione che tali batterie possano essere identificate e separate in modo adeguato. Il recupero dovrebbe occupare la seconda posizione per importanza, mentre il recupero tramite processi pirometallurgici quella minore.

Per il Loop 2, gli esperimenti condotti da ERLOS forniscono informazioni pratiche utili. Poiché il sistema di gestione delle batterie di solito impedisce una scarica completa, l’azienda ha testato un metodo di scarica in ambiente umido: questo permetteva di portare le batterie Powertool a meno di 1 volt in 24 ore, mentre l’aggiunta di sale di zinco riduceva la corrosione. Inoltre, è emerso che carichi misti composti da batterie NMC e NCA possono essere inviati insieme al riciclaggio idrometallurgico nel Loop 2. Per la qualità del processo, è meno importante la chimica precisa della catodina rispetto alla presenza di impurità come residui di plastica ed elettrolita. Pertanto, è fondamentale separare precocemente le batterie agli ioni di litio dagli altri tipi di batterie.

Tre decisioni invece di una matrice

Inizialmente, EASLi doveva sviluppare un sistema di valutazione multicritico in grado di determinare per ogni batteria il percorso di riciclo ottimale. Tuttavia, durante lo svolgimento del progetto è emerso che una tale matrice sarebbe stata di utilità limitata nella pratica: i punti di raccolta, le imprese di selezione e i centri di riciclo dispongono di informazioni e margini decisionali molto diversi.

Invece, il progetto ha sviluppato alberi decisionali per i tre livelli in cui vengono effettivamente prese le decisioni. Al punto di raccolta sono sufficienti domande semplici: è possibile identificare la chimica della cella? La scocca è danneggiata o sporca? I contatti sono intatti e si può identificare il produttore?

Nelle strutture di selezione la separazione avviene in base alla chimica delle celle, mentre nei centri di riqualificazione vengono considerati anche lo stato di carica e il SoH. In particolare, le piccole imprese dovrebbero poter assegnare le batterie al percorso appropriato senza dover effettuare rilevazioni dati complesse.

EASLi parte da un aspetto che spesso viene trascurato nella discussione sul riciclo delle batterie: non è solo il processo di riciclo in sé a determinare la qualità delle materie prime recuperate, ma anche il modo in cui vengono gestite le batterie prima del vero e proprio riciclo. Infatti, una gestione efficiente del ciclo di vita inizia già dalla domanda su quali informazioni siano disponibili su una batteria e quanto precocemente vengano separate le correnti di materiale.

Dati migliori come chiave

Il progetto vede il suo potenziale soprattutto in dati migliori e in un riconoscimento automatizzato. Un passaporto digitale del prodotto o un codice QR potrebbero rendere disponibili il produttore, la chimica della batteria, la capacità e la data di produzione. Tuttavia, questo non è obbligatorio per le batterie Powertool: il passaporto digitale delle batterie previsto dal regolamento UE sulle batterie sarà valido a partire da febbraio 2027 solo per le batterie di veicoli elettrici e di mezzi leggeri, nonché per le batterie industriali superiori a 2 kWh, e non per le batterie di dispositivi. Inoltre, sistemi basati su telecamere e intelligenza artificiale potrebbero rilevare il tipo di batteria e le sue condizioni esterne. Il progetto prevede per questo un’app che, grazie a una foto, aiuti a decidere se riutilizzare o riciclare la batteria.

EASLi non prevede uno scenario in cui Second Life sostituisca a breve termine il riciclo delle batterie dei Powertool. I risultati indicano invece la necessità di un’economia circolare più differenziata: riconoscere le batterie in buone condizioni e utilizzarle per più tempo, eliminare precocemente quelle non idonee e trattare il resto in modo da far tornare nei processi di produzione delle batterie materiali il più possibile di alta qualità.