Batterie EV difficili da riciclare: il problema si chiama cell-to-pack, la soluzione è robotica

Lo smontaggio è il vero collo di bottiglia del riciclo delle batterie EV, e non la metallurgia. Con la progressiva diffusione delle architetture cell-to-pack (CTP), questa fase è diventata ancora più critica: celle integrate direttamente nel pack senza livello modulare intermedio rendono il disassemblaggio complesso e il recupero delle singole celle praticamente impossibile. R3 Robotics, startup lussemburghese fondata da Antoine Welter e Xavier Kohl (dottorato in Chemical Soft Robotics all'ETH Zurich), ha costruito una piattaforma robotizzata per risolvere questo problema a monte. Nello scorso febbraio, inoltre, ha chiuso un round da €20 milioni per scalare la tecnologia.

CTP: efficienza energetica, fine vita complicato

Nelle architetture cell-to-pack, le celle sono integrate direttamente nella struttura del pack, con vantaggi diretti su densità energetica e costi produttivi. Il problema emerge a fine vita: senza separazione modulare, lo smontaggio richiede un intervento diretto sulle celle, spesso incapsulate in materiali strutturali. Le conseguenze economiche sono immediate: con i pack CTP non smontabili, la batteria smette di essere un bene da vendere e diventa un costo da sostenere: anziché ricevere denaro per i materiali, è l'OEM a pagare il riciclatore per liberarsene. Al punto che molti impianti europei già rifiutano questi pack.

R3 Robotics opera una facility certificata a Kuppenheim, vicino a Karlsruhe, che funge da impianto operativo, laboratorio di sviluppo e centro dimostrativo per i clienti industriali, i quali, in Europa, lavorano quasi esclusivamente con facility certificate. Il sistema combina computer vision, AI ed end-effector personalizzati per riconoscere autonomamente l'architettura del pack e avviare la procedura di smontaggio corrispondente. La capacità nominale è di circa 1.600 tonnellate/anno con operatività a 1,5 turni; con il sistema che è in grado di gestire due tipologie di pack contemporaneamente. Una procedura necessaria perché nelle facility di riciclo i pack arrivano in lotti misti, non preselezionati.

L'azienda chiama "skills" le combinazioni hardware/software specifiche per ogni architettura di pack, e ne sviluppa 2-3 nuove per trimestre, un ritmo imposto dall'evoluzione rapida dei design automotive. I sistemi robotici, d'altronde, non sono sufficienti da soli: servono end-effector dedicati, computer vision addestrata e la conoscenza di processo su come hardware e software lavorino insieme. Il modello commerciale prospettato per il medio termine è il Robotics-as-a-Service: sistemi installati direttamente presso il cliente (riciclatori o OEM) per eliminare i costi logistici e i vincoli normativi legati al trasporto di sistemi ad alta tensione. R3 Robotics lavora già con Fortum Battery Recycling, uno dei principali player integrati del riciclo batterie in Europa, per l'adozione della tecnologia su scala industriale.

Amazon, Rivian e la gerarchia circolare

Un progetto già operativo riguarda la flotta furgoni di Amazon con veicoli Rivian. Le batterie a fine vita vengono smontate da R3 Robotics: i moduli integri finiscono in sistemi di accumulo stazionari per impianti fotovoltaici di Amazon, che è tra i maggiori operatori solari al mondo. Solo quando questi moduli non sono più utilizzabili nemmeno come storage, i materiali vengono avviati al riciclo chimico per recuperare litio, cobalto e nichel.

Mercato, normativa e la partita del black mass europeo

Il contesto di mercato è in forte espansione: secondo Global Market Insights, il mercato europeo del riciclo batterie al litio vale circa 2 miliardi nel 2025, con crescita annua attesa intorno al 20% fino al 2034. Strategy& (PwC) prevede oltre 2 miliardi di euro di investimenti nel settore europeo entro il 2030 e un potenziale di ricavi fino a 8 miliardi di euro entro il 2040, con 6 milioni di tonnellate di batterie a fine vita da gestire sul solo mercato europeo. La capacità di pre-trattamento europea ha già raddoppiato, attestandosi a circa 300.000 tonnellate/anno entro fine 2024 (Fraunhofer ISI).

Il Regolamento UE 2023/1542 fissa obiettivi di recupero vincolanti: 80% per il litio entro il 2031, 95% per cobalto, rame, nichel e piombo. Dal 2031 scatteranno i minimi di contenuto riciclato nelle nuove batterie: 16% cobalto, 6% litio, 6% nichel. Già entro fine 2025 i riciclatori erano tenuti al 65% di efficienza per le batterie al litio. In questo quadro, la qualità dello smontaggio, e del black mass che ne deriva, è diventata una variabile competitiva diretta. Chi processa black mass di alta qualità in Europa, senza esportarlo in Asia per la raffinazione, chiude concretamente il loop e costruisce l'indipendenza europea sulle materie prime critiche. È su questa partita che si gioca la competitività del settore nel prossimo decennio.