A Torphanban sokféle lítium akkumulátorral dolgoztunk. Az egyik fő kérdés, amellyel újra és újra felmerülünk, az akkumulátorok megtervezése vagy gyártása során a javíthatóság vagy az újrahasznosítás figyelembevételének hiánya. Az újrahasznosítási tervezés (DFR) fontos koncepció a fenntarthatóság területén, amelynek célja a termék újrahasznosíthatóságának optimalizálása az egész életciklusa során. A DFR célja az értékes anyagok visszanyerésének maximalizálása és az akkumulátor ártalmatlanításához kapcsolódó környezeti hatás minimalizálása.
A hasonló másodlagos és élet végi társaságokkal folytatott sok megbeszélés alapján ez egy olyan általános kérdés, amelyet sok vállalat szembesül az akkumulátorok javítása vagy újrahasznosítása során. Tapasztalataink arra késztettek bennünket, hogy a javíthatóságot terveink fő alkotóelemévé tegyük. Számos kulcsfontosságú tervezési szempont javíthatja a lítium-ion akkumulátorok fenntarthatóságát.
A szétszerelés könnyűsége a DFR fontos szempontja a lítium-ion akkumulátoroknál. A terveknek egyértelmű utasításokat és rögzítőelemeket kell tartalmazniuk a különféle alkatrészek biztonságos és hatékony elkülönítéséhez. Például a cserélhető csatlakozók vagy a SNAP-ON tervek egyszerűsíthetik a szétszerelési folyamatot. Ha megkönnyíti az akkumulátorcellák elérését, a folyamat hatékonyabbá és költséghatékonyabbá válik. A gyártóknak fontolóra kell venniük az olyan programok által nyújtott útmutatást, mint például a Fenntartható Anyagkezelés (SMM) Electronics Challenge, amelyek hangsúlyozzák a termékek tervezésének fontosságát az élet végén történő kezeléshez, ideértve az újrahasznosítást is. Ehelyett gyakran látunk akkumulátorokat lézerhegesztett buszrudakkal. Noha ez robusztusabb, mint a csavarozott csatlakozók, gyakran használhatatlanná teszi az akkumulátort, amikor egyetlen cella kudarcot vall, mivel a miénkhez hasonló vállalatok ritkán rendelkeznek eszközökkel és szakértelemmel a cella ésszerű költséggel történő cseréjéhez. Ez arra készteti minket, hogy kiszorítsuk a hegesztést, majd fúrjunk és megérintsük az elektródokat. Ez egyaránt időigényes és drága.
Másodszor, a DFR-nek a standardizált alkatrészek és anyagok használatának előmozdítása a lítium-ion akkumulátorokhoz. A szabványosítás az újrahasznosítási folyamatot egyszerűbbé és költséghatékonyabbá teheti. Például az egységes akkumulátorcellák és formák elfogadása egyszerűsítheti a válogatási és szétszerelési műveleteket olyan létesítményekben, mint a miénk. Ezenkívül a közös anyagok, például az alumínium és a réz felhasználása az akkumulátor konstrukciójában növeli az újrahasznosítás és az értékes erőforrások újrahasznosításának megvalósíthatóságát. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma által kezdeményezett Recell Center ösztönzi az akkumulátor tervezésének szabványosítását az újrahasznosítási folyamat egyszerűsítése érdekében.
Ezenkívül kritikus fontosságú az akkumulátor kémia környezeti és egészségügyi hatásainak figyelembevétele a lítium-ion akkumulátor újrahasznosítási kialakításában. Bizonyos vegyszerek, például a lítium vas -foszfát (LIFEPO4) környezetbarátabbak és kevesebb kockázatot jelentenek az újrahasznosítási folyamat során. A tervezőknek prioritást kell élvezniük az akkumulátor -vegyszerek, amelyek alacsonyabb környezeti hatással vannak, például csökkentik a ritka vagy mérgező anyagok iránti támaszkodást. A Nemzeti Megújuló Energia Laboratórium (NREL) által végzett kutatások rávilágítanak a bőséges, nem mérgező és széles körben újrahasznosítható akkumulátor-anyagok kiválasztásának fontosságára.
A lítium-ion akkumulátorok újrahasznosításhoz történő megtervezése kritikus fontosságú a körkörös gazdaság elérése és az energiatároló eszközök környezeti hatásainak csökkentése szempontjából. A lítium-ion akkumulátorok újrahasznosíthatósága jelentősen javítható azáltal, hogy olyan tervezési alapelveket hajt végre, amelyek elősegítik az egyszerű szétszerelést, az alkatrészek szabványosítását és a környezetbarát vegyületeket. Az olyan programok, mint az SMM e-Challenge, és olyan szervezetek munkája, mint például az Retell Center, értékes útmutatást nyújtanak a gyártók és a tervezők számára, amelyek célja a fenntarthatóbb akkumulátorrendszerek létrehozása.
