Les piles au lithium-ion recyclées fonctionnent aussi bien que celles fabriquées à partir de nouveaux matériaux. (Photo : WEERAPAT/DepositPhotos)
Les voitures électriques jouent un rôle important dans la réduction des émissions à l'origine du changement climatique mondial, étant donné le nombre de personnes qui conduisent une voiture au quotidien. Contrairement aux voitures énergivores, les voitures électriques stockent leur énergie dans des batteries lithium-ion rechargeables. Cependant, même ces batteries ont une durée de vie limitée. Lorsque les batteries ou la voiture qu’ils fournissent sont mis au rebut, les batteries lithium-ion présentent un problème important d’élimination. Parallèlement, la création de nouvelles batteries pour les voitures neuves implique l’extraction dangereuse de métaux et d’importantes dépenses énergétiques. Heureusement, une nouvelle étude publiée dans Joule explique que le recyclage des cathodes conductrices de lithium-ion peut créer des batteries plus durables qui sont aussi bonnes que les éléments “vierges”.
Yan Wang, professeur à l’Institut polytechnique de Worcester, a travaillé avec une équipe de scientifiques pour étudier les possibilités de recyclage des métaux précieux dans les batteries lithium-ion. Wang a expliqué à IEEE Spectrum, “Les entreprises de batteries hésitent toujours à utiliser des matériaux recyclés dans leurs batteries.” Cependant, ces matériaux recyclés sont-ils réellement inférieurs à la normale ? Pour le savoir, l’équipe a testé les cathodes NMC111 recyclées des batteries. Une cathode est la partie de la batterie qui acquiert les électrons (le courant) du circuit et la réduit pour la transmission par une réaction chimique.
La cathode NMC111 est composée d’éléments précieux comme le nickel, le manganèse et le cobalt. Battery Resourcers, une entreprise en démarrage cofondée par Wang, a mis au point une technique brevetée pour recycler ces éléments en matériaux cathodiques. Contrairement aux autres procédés, le produit final est prêt à l’emploi. L’étude a révélé que le matériau recyclé avait une structure poreuse qui conservait la même densité énergétique que le nouveau matériau, mais avait également une durée de vie 50 % plus longue. Cette conductivité permet le mouvement des ions lithium et suggère que les piles recyclées peuvent même surpasser les piles vierges. Bien qu'elles n'aient pas encore été testées dans les voitures, les cellules ont été testées avec des besoins énergétiques similaires.
Le recyclage des batteries lithium-ion est complexe. Elles peuvent être brûlées ou dissoutes. La technique brevetée de Battery Resourcers enlève l’emballage extérieur pour le recyclage et la vente séparément. Le matériau cathodique est la partie la plus précieuse de la batterie. Il est dissous, filtré et mélangé pour former de nouvelles poudres cathodiques. La start-up vend déjà ces poudres aux constructeurs automobiles pour la création de nouvelles cathodes dans de nouvelles batteries. Cela permet d’économiser une partie de l’énergie nécessaire à l’extraction de nouveaux matériaux, ainsi que les coûts humains et écologiques d’une industrie inquiétante. Si les voitures électriques sont l’avenir, le recyclage des batteries doit l’être aussi.
Les tests montrent que les piles lithium-ion fabriquées à partir de matériaux recyclés fonctionnent aussi bien que celles fabriquées avec de nouveaux matériaux.
Les batteries de la Nissan Leaf présentées en 2009. (Photo : Tennen-Gas via Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)
Les cathodes de batteries lithium-ion doivent être recyclées pour éviter les problèmes liés à la prolifération des véhicules électroniques.
Diagramme des batteries rechargeables au lithium-ion. (Photo : PATTARWIT/DepositPhotos)
Remerciements : [IEEE Spectrum]
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