Nejcennějším prvkem při recyklaci lithno-iontových bateriích není lithium. Elektroauta nehoří častěji než auta na fosilní paliva. Baterie do mobilů bychom rozhodně doma neměli rozebírat, ani když se tváří vybitě. Co dalšího se říká o lithiových bateriích?
Li-ion baterie jsou v současnosti jedním ze základních prvků přechodu na udržitelnou energii. Za dostupnou cenu jsou schopny skladovat elektrickou energii a dají se opakovaně dobíjet. Používají se proto všude možně od mobilů, tabletů a notebooků až po elektromobily nebo velká úložiště elektrické energie.
Tomáš Kazda je přední český vědec v oblasti nových bateriových technologií, který působí na Vysokém učení technickém (VUT) v Brně. Podle jeho patentu se chystá norský investor vyrábět lithium-sirné bateriové články. Pro Ekonews vyvrací některé mýty, které dlouhodobě kolují o Li-ion bateriích. Všem majitelům spotřebičů s Li-ion baterií doporučuje nenechávat je vybít do nuly a naopak je nenabíjet na plno – tím se prodlouží jejich životnost.
1. Li-ion baterie se snadno vznítí
„Není to tak, že projdete kolem auta se zapálenou cigaretou a začne hořet,“ říká Kazda. Riziko vznícení se odvíjí od typu Li-ion článku a jeho chemismu. Kladná elektroda může být vyrobena z šesti různých typů materiálů, záporná přibližně ze dvou typů a každý z těchto materiálů má odlišné vlastnosti.
Velmi bezpečné jsou z pohledu zahoření články obsahující lithno-železnatý fosfát. Často se používají pro elektromobilitu v Číně, včetně autobusů, najdete je v modelu Tesla 3, a hlavně je používá řada společností pro bateriová úložiště. Požár může být způsoben intenzivním přebitím – ale to by měla ohlídat elektronika. U elektroaut poškození článku většinou nehrozí, protože bývají uloženy v zapouzdřených modulech a ty zase v masivní konstrukci.
Pokud jde o spotřebiče s Li-ion baterií, výjimečně mohou mít vadnou konstrukci, jako tomu bylo u mobilu Samsung Galaxy Note 7 (výroba ukončena v roce 2016). „V Česku máme přes 10 milionů obyvatel a zhruba stejně tolik mobilních telefonů a nedočítáme se, že by to někomu shořelo u ucha,“ konstatuje Kazda.
„V případě, že by se například z notebooku kouřilo, doporučuji vypojit z nabíječky, případně hodit do kbelíku s vodou a nechat být,“ dodává. Bezpečnější je používat originální nabíječku a vybavení k přístrojům a při koupi nových baterek, jako třeba do čelovky nebo do elektronických cigaret, raději sáhnout po kvalitě než po láci z čínského e-shopu. Může se totiž snadno stát, že kapacita takového článku je výrazně odlišná od deklarované kapacity a kvalita výroby může být diskutabilní.
2. Elektroauta hoří častěji než běžná auta
Podle statistik je vzplanutí elektroaut méně časté než u aut se spalovacím motorem. Tesla ve své bezpečnostní zprávě uvádí, že podle dat amerického ministerstva dopravy a Národní asociace požární ochrany došlo v letech 2012 až 2021 k požáru elektromobilu jednou za 210 milionů ujetých mil. V případě ostatních vozů jednou za 19 milionů ujetých mil.
Problém je v tom, že požáru elektrického auta si všímají média. Skoro každý četl například o vzplanutí elektromobilu v garážích v Číně. V Česku shořel první elektromobil Peugeot 208 letos v červnu, příčina nebyla zatím zveřejněna.
„V určitých případech může být důvodem požáru také to, když si nabourané auto někdo sám opravuje nebo vylepšuje, k čemuž máme v Česku tendenci. Na domácí opravy je tato technologie moc sofistikovaná,“ tvrdí Kazda.
3. Baterie se musí po snížení kapacity pod 80 procent v elektromobilu vyměnit
Nemusí. V elektromobilu může zůstat do doby, dokud funguje a majitel je s dojezdem auta spokojen. Automobilky dávají záruku, že kapacita baterie neklesne obvykle pod 70 procent původní kapacity do osmi let,nebo před najetím 160 tisíc až 200 tisíc kilometrů. „160 tisíc je konzervativní odhad, výrobci budou garance zvyšovat. Možná ale po tolika letech už bude auto natolik morálně zastaralé, že ho uživatel raději celé vymění,“ soudí Kazda.
4. Rozebrat Li-ion článek je při troše opatrnosti zábava
„Nedoporučuji je rozebírat doma ani našim studentům na elektrofakultě,“ varuje Kazda. Když už, tak baterky rozebírají výzkumníci v laboratoři. V článku se nachází elektrolyt obsahující rozpouštědla na bázi karbonátů a také lithná sůl. Jakmile se do baterky dostane vzdušná vlhkost, dochází k reakci, při níž vzniká kyselina a hrozí, že se člověk nadýchá výparů. Některé články navíc mají pojistku proti úplnému vybití, kterou je třeba nejprve obejít. Jinak je v baterii stále energie, takže při rozebírání může dojít ke zkratu a vznícení.
5. Když Li-ion baterka signalizuje, že je vybitá, není v ní už žádná energie
Nikoliv. Výrobce by úplné vybití neměl umožnit. Když uživatel vidí nulu, tak tam bývá ještě 5 až 10 procent standardního bezpečného rozsahu. Kazda nedoporučuje Li-ion baterky u běžných spotřebičů vybíjet na nulu. Tím se jim prodlouží životnost. Stejně tak baterii doporučuje nenabíjet na 100 procent či dlouhodobě držet baterii ve 100 procentním nabití. Elektromobily a některé přístroje to umějí samy regulovat. U rychloobrátkových spotřebičů tomu tak nebývá, tam jde především o to, aby baterie vydržela po dobu záruky.
6. Recyklace Li-ion baterií nemá smysl, je příliš energeticky náročná
Není tomu tak. Podle Kazdy je u použitých surovin uhlíková stopa z těžby, dopravy a vyčištění materiálu pro samotnou výrobu výrazně vyšší. Zahrnuje to mimo jiné logistiku po celém světě. „Když recyklátor vše oddělí na jednom místě, kde v ideálním případě zároveň nové Li-ion články z recyklátu vyrábí, tohle odpadne,“ dodává Kazda. Recyklace olova z olověných akumulátorů pro klasické automobily je například efektivnější než recyklace odpadního papíru nebo skla. Jedním z důvodů je, že sběr je dobře organizovaný a baterie se shromažďují na jednom místě. U elektromobilů to bude obdobné.
7. Recyklát bude vždy vycházet dráž než původní surovina
Do budoucna by neměl, protože recyklovat se bude ve velkém. Těžba dnes vychází levněji, protože se těží ve velkých objemech a jednotlivé složky se separují léta zaběhnutou metodou. Dochází tak k úsporám z rozsahu. Zejména v rozvojových zemích se do ceny nezapočítávají takzvané negativní externality, jako jsou ekologické náklady nebo zneužívání pracovní síly za nízké mzdy a práce ve špatných pracovních podmínkách. Trh totiž neřeší vše. Záleží na vyjednávací síle a odpovědnosti protistrany. Příkladem je těžba lithia, která je extrémně levná. Těží se ze solanek, což jsou jezera obsahující lithnou sůl, která se do vody vymývá z okolních hornin. Jezero se nechá odpařit, což může trvat 15 měsíců, a pak už se jen lithná sůl shrábne bagrem. Těžbu ale provázejí ekologická rizika, jako je pokles zásob podzemní vody. Existuje už i inovativní metoda těžby ze solanek, která vodu z roztoku vrací do ekosystému.
8. Nejcennější složkou při recyklaci baterie je lithium
Ne. Je to kobalt, jehož je v přírodě méně a naleziště nejsou po světě rovnoměrně rozmístěná. Z pohledu vzácnosti použitých kovů následuje nikl a teprve poté lithium. Cena komodit se každopádně odvíjí od situace na burze.
9. Lithiová baterie a Li-ion baterie je totéž
Není. Ohledně nabíjecích baterií do notebooků, mobilů a elektroaut mluvíme o lithno-iontových bateriích. Označení lithiová baterie není správné, značí přítomnost kovového lithia. Takové baterie jsou primární články na jedno použití a znovu se nenabíjejí, například mincové články do hodinek.
„Název lithno-iontové (nepřesně lithium-iontové) baterie vymyslelo vedení firmy Sony, když tyto akumulátory na počátku devadesátých letech uváděla firma na trh a potřebovala je odlišit od akumulátorů obsahujících kovové lithium, které se v osmdesátých letech dostaly na trh, ale kvůli problémům byly staženy,” vysvětluje Kazda.
10. Li-ion baterie se nemohou házet do sběrných míst pro běžné monočlánky
Mohou. Žádná baterie ovšem nepatří do směsného odpadu. Sběrná místa se nacházejí často v supermarketech a zcela jistě ve sběrných dvorech obcí. Nabíjecí Li-ion baterie lidé tak často samostatně nevyhazují. U některých elektropřístrojů už ani baterka doma vyndat nejde. Buď ji umí vyjmout servis, který ji pošle k recyklaci, anebo se spotřebitel zbaví celého přístroje – opět na sběrné místě. Elektroodpad a baterie sbírají takzvané kolektivní systémy financované výrobci spotřebičů a baterek. Ty musejí zajistit jejich recyklaci.
Tomáš Kazda
Zabývá se vývojem baterií pro různé využití včetně elektromobilového průmyslu. Působí jako docent na Ústavu elektrotechnologie Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií na VUT v Brně. Pomáhal vyvíjet lithium-sirné bateriové články a v roce 2018 si nechal patentovat průlomový objev – technologii pro výrobu lithium-sirné baterie s delší životností.
„Oproti Li-Ion bateriím mají větší kapacitu, takže na jedno nabití vydrží až třikrát déle,“ uvedl vědec. Podle něj představují ekologickou variantu k současným lithium-iontovým akumulátorům a mohou znamenat významný posun v dopravě včetně letectví a dronů. Jeho baterie jsou totiž také lehčí, což je pro elektromobilitu praktičtější. Levná a dobře dostupná síra v jeho baterkách nahrazuje nikl a velmi žádaný a nedostatkový kobalt. Nižší náklady se ovšem projeví až ve velkosériové výrobě. Podle Kazdy je ale ke komerční výrobě ještě dlouhá cesta a zkomplikovat ji mohou technické karamboly.
Patent spoluvlastní norská firma Morrow batteries, která plánuje pro příští rok spuštění výzkumného a vývojového centra, komerční výrobu „klasických“ Li-ion akumulátorů na jihu Norska a poté i pilotní linku na pokročilou technologii akumulátorů Li-S.
„Hlavním problémem lithno-iontových akumulátorů je to, že uživatelé je vnímají jako něco jednoduchého, přičemž je to vysoce komplexní a složitý systém a náročnost vývoje se dá porovnat s náročností vývoje léků. Tomu pak odpovídá i nákladnost vývoje,” uvedl Kazda v jednom z rozhovorů.
Jeho pracovní skupina na VUT Brno v současnosti pracuje na materiálech pro Li-ion, Na-ion a Li-S akumulátory a na testování elektrolytů, a věnuje se výzkumu přímé recyklace materiálů pro Li-ion akumulátory. Tomáš Kazda je také předsedou nově vzniklého Českého bateriového klastru.
Jitka Vlková
Jitka vystudovala Mezinárodní obchod na VŠE. Od roku 2008 působila v MF Dnes, od roku 2023 píše pro Hospodářské noviny, kde má na starosti oblast týkající se daní či rozpočtu. Věnuje se odpadům a s nimi souvisejícím tématům.
