Comprehensive analysis of lithium-ion battery Lifecycle and sustainability in the automotive industry: A perspective of the end of life in Europe

Abstract

[ES] La demanda global de baterías de ion de litio (LIBs) ha aumentado significativamente en las últimas décadas y se espera que continúe creciendo. Los vehículos eléctricos (EVs) se han adentrado en el mercado automovilístico para ayudar a reducir el impacto ambiental que producen los vehículos de combustible tradicional. La electrificación de la industria automovilística es fundamental para conducir a la humanidad hacia un futuro más verde, y las LIBs desarrollan un papel crucial en esta transición. Sin embargo, esta tecnología ha suscitado preocupaciones por su impacto ambiental y su sostenibilidad durante la cadena de valor, desde la extracción de materias primas hasta la gestión del fin de vida útil (EoL). Esta tesis proporciona un análisis de la literatura sobre el ciclo de vida y la sostenibilidad de las LIBs en la industria automovilística, aplicando una perspectiva de economía circular. Discute materias primas críticas como el litio, el cobalto y el níquel, enfatizando los desafíos asociados con su extracción, procesamiento y vulnerabilidades en la cadena de suministro. El estudio también investiga tecnologías emergentes de baterías, la importancia de los sistemas de gestión de baterías y el impacto del envejecimiento durante su fase de uso. Finalmente, examina el proceso de EoL de las baterías y ofrece perspectivas sobre esta etapa en Europa, evaluando las diferentes alternativas desde una perspectiva de economía circular y los desafíos durante la última fase del ciclo de vida de las LIBs.

[EN] The global demand for lithium-ion batteries (LIBs) has increased significantly over the last decades and it is expected to continue growing. Electric vehicles (EVs) have dived into the automotive market to help reduce the environmental impact that traditional fuel vehicles produce. The electrification of the automotive industry is crucial for shifting humanity towards a greener future, and LIBs play a crucial role in this transition. However, this technology has raised concerns about the environmental impact and sustainability of the entire value chain, from raw material extraction to end of life (EoL) management. This thesis provides a literature review that examines the lifecycle and sustainability of LIBs in the automotive industry, from a circular economy perspective. It discusses critical raw materials like lithium, cobalt, and nickel, emphasizing the challenges associated with their extraction, processing, and vulnerabilities in the supply chain. The study also investigates emerging battery technologies, the significance of battery management systems, and the impact of aging during the use phase of the batteries. Finally, it examines the process of battery EoL and offers insights into this stage in Europe, evaluating the different alternatives from a circular economy perspective and challenges during last phase of the LIB s life cycle.