Nickel Institute: Kemajuan dan Tantangan dalam Daur Ulang Baterai Lithium-Ion di Jepang [KTT Energi Baru]

Pada Forum Daur Ulang Baterai Lithium dalam Pameran Industri Energi Baru (10th) 2025 yang diselenggarakan oleh SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM), Kenji Takeda, Perwakilan Utama Kantor Nickel Institute Jepang, berbagi wawasan tentang topik "Kemajuan dan Tantangan dalam Daur Ulang Baterai Lithium-ion di Jepang". Ia mencatat bahwa walaupun penggunaan kendaraan listrik (EV) mungkin melambat, baterai lithium-ion akan tetap menjadi arus utama untuk saat ini. Bahan katoda terus berkembang. Nikel dan kobalt pernah menjadi bahan utama, tetapi sekarang LFP digunakan dalam EV. Perhatikan perubahan di masa depan. Perusahaan-perusahaan sedang meningkatkan teknologi penggunaan kembali dan daur ulang untuk baterai EV, tetapi mungkin perlu waktu sebelum teknologi ini diterapkan secara praktis. Baterai EV masa depan mungkin menggunakan bahan yang lebih murah, lebih aman, dan memiliki risiko sumber daya yang lebih rendah, sehingga bisnis penggunaan kembali dan daur ulang perlu memperhitungkan hal ini (bahan utama mungkin berubah).

Aplikasi Baterai Lithium-ion
Penggunaan Utama Bergeser ke EV:
Sebelum 2010, baterai lithium-ion dikomersialkan oleh Sony pada tahun 1991, terutama digunakan dalam perangkat kecil seperti smartphone, PC, dan perangkat seluler, dengan jumlah kecil yang digunakan dalam mobil sebagai baterai hibrida.
Setelah 2020, selain perangkat kecil, EV menjadi arus utama mutlak. Produksi dan penggunaan akan meningkat secara signifikan, dengan tren bahan katoda bergeser dari ternary menjadi LFP. Selain EV, permintaan untuk penyimpanan energi terbarukan (sistem tenaga listrik) juga akan meningkat.

Tren Penjualan EV:
Subsidi mendorong pertumbuhan pesat EV, dengan penjualan EV murni mendekati 10 juta unit pada tahun 2023. Pada tahun 2024, tingkat pertumbuhan melambat.
Tren peningkatan produksi diperkirakan akan berlanjut untuk beberapa waktu. Meskipun produksi baterai meningkat secara signifikan, masalah sumber daya mulai mendapat perhatian.

Langkah-langkah Pabrikan Mobil Jepang:
Toyota telah memprediksi penjualan sebesar 1,5 juta unit pada tahun 2026 tetapi merevisinya menjadi sekitar 1 juta unit pada September 2024. Namun, perusahaan ini belum mengubah perkiraannya untuk mencapai 3,5 juta unit pada tahun 2030.
Honda telah menetapkan tujuan untuk mengubah semua penjualannya menjadi EV/kendaraan sel bahan bakar pada tahun 2040. Kali ini, mereka menjelaskan jalan untuk mencapai tujuan ini. Perusahaan berencana untuk mempertahankan total penjualan sekitar 5 juta unit dan mengubah 3 juta unit sisanya menjadi hibrida pada tahun 2030. Hingga tahun 2024, tujuan ini tetap tidak berubah.

Sumber Daya yang Dapat Didaur Ulang dalam Baterai Daya
Saat didaur ulang, bagian-bagian berharga biasanya adalah:
Baterai nikel-logam hidrida; nikel, tanah jarang, dll.; baterai lithium ternary (NMC, NCA); elektroda (tembaga, aluminium); bahan katoda (nikel, mangan, kobalt); bahan anoda (karbon?); lithium dalam bahan katoda dan elektrolit; baterai LFP
Bahan katoda (besi, fosfor)... apakah mereka masih akan berharga?; elektroda, bahan anoda, lithium, dll., sama seperti dalam baterai ternary.
Tidak semua bahan bekas dapat didaur ulang (berharga).

LIB dalam Sistem Tenaga Listrik
Pemanfaatan energi terbarukan yang efektif (Jerman kehilangan 6,5 miliar kWh pada tahun 2020, Jepang kehilangan 800 juta kWh pada tahun 2022?)
California berencana untuk menggunakan 100 GWh; 129 MWh Australia akan menghasilkan pendapatan tahunan sebesar 4,5 miliar AUD.

LIB dalam Sistem Tenaga Listrik dan Tren Penggunaannya
Pada tahun 2030, kapasitas ratusan GWh/tahun diperkirakan akan diperkenalkan (sebanding dengan EV)
Kapasitas besar, banyak pilihan ketika mempertimbangkan harga dan kemampuan pemeliharaan, termasuk baterai aliran redoks, baterai timbal-asam, baterai natrium-belerang, baterai lithium-ion berbasis LFP, baterai nikel-seng, baterai natrium-ion, baterai EV bekas, dll.;
Mengingat bahaya kebakaran dan pembatasan bahan berbahaya, baterai berbasis lithium-ion dan natrium-belerang mungkin dihindari dalam aplikasi skala besar...
Baterai rumah masih mahal di Jepang dan belum menjadi umum.

Pengumpulan dan Penggunaan Kembali Baterai Lithium-ion
Daur Ulang Baterai Lithium-ion
Proses Daur Ulang Umum untuk Baterai Lithium-ion
Pengumpulan Baterai EV
Sistem daur ulang untuk baterai timbal-asam dan kecil telah didirikan. Sistem daur ulang untuk baterai lithium-ion juga telah mulai beroperasi. Tetapi bagaimana jika mereka digunakan sebagai baterai bekas atau baterai yang digunakan kembali?

"Penggunaan Kembali" Baterai EV
Menciptakan tujuan penggunaan kembali dan daur ulang baru untuk baterai bekas dari EV "LEAF";
Inisiatif perintis ini telah mendapat pujian tinggi. Kami berharap dapat melihat lebih banyak pencapaian mereka di masa depan.

Sistem Penyimpanan Energi Toyota dan JERA
Baterai bekas dihubungkan secara seri, memanfaatkan kapasitas sisa dengan memulai produksi dan bypass switching dalam hitungan mikrodetik. Pada prinsipnya, sejumlah besar baterai dapat dihubungkan dengan biaya rendah.
Kecuali jika ini berskala besar dan publik (wajib), sulit untuk mempertahankan nilai penggunaan kembali. Akankah sistem-sistem ini untuk menggunakan baterai bekas secara efektif menjadi lebih luas di masa depan?

Isu Penggunaan Kembali Baterai Sekunder
Baterai EV dapat digunakan kembali setelah sekitar 15 tahun (rata-rata umur mobil rumah tangga adalah 14,7 tahun).
Namun, teknologi baterai terus berkembang menuju kepadatan energi yang lebih tinggi dan biaya yang lebih rendah. Oleh karena itu, ketika baterai lama digunakan kembali setelah lebih dari satu dekade, mereka mungkin sudah usang. Dengan demikian, apakah biaya penggunaan kembali dapat dikembalikan dan apakah baterai-baterai ini akan benar-benar digunakan adalah pertanyaan yang patut dipertimbangkan. Oleh karena itu, perlu untuk menetapkan metode hukum dan teratur untuk penggunaan kembali baterai lama.

Daur Ulang Baterai Lithium di Jepang
Daur Ulang Baterai oleh Perusahaan Logam Nonferrous Jepang
Perusahaan logam nonferrous dan perusahaan daur ulang yang menangani nikel, kobalt, tembaga, dll., sedang mengembangkan proses daur ulang baterai lithium-ion. Banyak perusahaan menggunakan berbagai subsidi yang disediakan oleh Kementerian Ekonomi, Perdagangan, dan Industri, dan perusahaan-perusahaan ini telah mendirikan pabrik percontohan. Di masa depan, akankah mendapatkan bahan baku (baterai EV) menjadi masalah?
Dengan penyebaran EV, banyak perusahaan lain terlibat dalam proses pra-pengolahan dari pengumpulan baterai hingga penghancuran dan pemisahan, dan jumlah ini mungkin meningkat di masa depan.

Contoh Pra-pengolahan Daur Ulang Baterai EV
① Pra-pengolahan: Pengumpulan - Pengosongan - Pembakaran untuk mencapai tidak berbahaya, bagian ini sulit, mempengaruhi proses berikutnya.
Pembakaran dan pemisahan menggunakan proses semen
Penggunaan dan Daur Ulang Nikel dan Kobalt di Masa Depan
Tren Produksi Nikel Global
Pertumbuhan produksi nikel tidak secepat penjualan EV, tetapi sejak 2022, produksi Indonesia telah melonjak.
Perubahan Konsumsi Nikel Global
Konsumsi nikel terus tumbuh secara stabil. Baja tahan karat tetap menjadi konsumen utama. Penggunaan dalam baterai meningkat.
Perkiraan Permintaan Baterai
Kepadatan Berat Baterai EV: 130 Wh/kg (setara dengan LEAF saat ini)
Adapun perkiraan tahun 2030, secara konservatif, Skenario 1 mungkin terjadi. Skenario 2 mungkin terjadi. Skenario 4 juga mungkin dalam kasus yang paling optimis.
*Baterai LEAF yang ditunjukkan di sini merupakan perwakilan dari sistem ternary (nikel, kobalt, mangan), tetapi baterai lithium-ion yang dikembangkan untuk EV telah membuat kemajuan yang cukup besar dan membuat langkah besar dalam meningkatkan kapasitas (kepadatan).
Pada tahun 2022, beberapa LFP telah melampaui kepadatan berat ini.

Baterai Sekunder Generasi Berikutnya dan Bahan Baku Mereka
Ringkasan
Penggunaan EV mungkin melambat, tetapi baterai lithium-ion akan tetap menjadi arus utama untuk saat ini.
Bahan katoda terus berkembang. Nikel dan kobalt pernah menjadi bahan utama, tetapi sekarang LFP digunakan dalam EV. Perhatikan perubahan di masa depan.
Perusahaan-perusahaan sedang meningkatkan teknologi penggunaan kembali dan daur ulang untuk baterai EV, tetapi mungkin perlu waktu sebelum teknologi ini diterapkan secara praktis.
Baterai EV masa depan mungkin menggunakan bahan yang lebih murah, lebih aman, dan memiliki risiko sumber daya yang lebih rendah, sehingga bisnis penggunaan kembali dan daur ulang perlu memperhitungkan hal ini (bahan utama mungkin berubah).
Klik untuk melihat laporan khusus tentang Pameran Industri Energi Baru (10th) 2025.