Les piles au lithium contiennent des \u00e9l\u00e9ments pr\u00e9cieux tels que le cobalt et le nickel que les fabricants souhaitent recycler pour les r\u00e9utiliser, car cela permet de r\u00e9duire les besoins en mati\u00e8re d'extraction et de traitement, de diminuer les co\u00fbts et les \u00e9missions.<\/p>\n
Certaines entreprises sont d\u00e9j\u00e0 engag\u00e9es dans le recyclage des piles. Elles d\u00e9chiquettent g\u00e9n\u00e9ralement les piles usag\u00e9es en une masse noire qu'elles font fondre ou dissoudre pour en extraire les m\u00e9taux.<\/p>\n
Les piles au lithium \u00e9tant de plus en plus omnipr\u00e9sentes dans les technologies modernes, leur recyclage a \u00e9galement augment\u00e9. C'est d'autant plus important que leurs composants ont une grande valeur et sont limit\u00e9s. Le recyclage des piles au lithium permet de r\u00e9duire les d\u00e9chets tout en conservant l'\u00e9nergie qui serait autrement utilis\u00e9e pour en produire de nouvelles ; en outre, le recyclage nous permet de r\u00e9utiliser des mati\u00e8res premi\u00e8res pr\u00e9cieuses, ce qui r\u00e9duit la demande de mati\u00e8res premi\u00e8res fra\u00eeches.<\/p>\n
L'une des m\u00e9thodes de recyclage des piles consiste \u00e0 les \u00e9craser m\u00e9caniquement. Ce processus s'apparente \u00e0 l'exploitation mini\u00e8re, dans laquelle les mati\u00e8res premi\u00e8res sont bris\u00e9es en petits morceaux en vue d'un traitement ult\u00e9rieur ; il peut \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 manuellement ou \u00e0 l'aide de machines sp\u00e9cialis\u00e9es. Une fois broy\u00e9s, les fragments issus du recyclage des piles peuvent \u00eatre soumis \u00e0 des processus de s\u00e9paration chimique, de s\u00e9paration m\u00e9canique et\/ou de fusion avant d'\u00eatre remis en service.<\/p>\n
Le broyage fait partie int\u00e9grante du recyclage des batteries lithium-ion et peut prendre la forme de m\u00e9thodes de broyage humide ou sec. Le broyage par voie humide peut s'av\u00e9rer plus difficile, car le mouillage force les diff\u00e9rents composants \u00e0 se lier plus \u00e9troitement que souhait\u00e9, tandis que le broyage par voie s\u00e8che permet aux caract\u00e9ristiques de broyage s\u00e9lectif des piles au lithium usag\u00e9es de passer au premier plan, lib\u00e9rant les mat\u00e9riaux actifs de la cathode de la feuille d'aluminium collectrice, ce qui facilite les processus de r\u00e9cup\u00e9ration ult\u00e9rieurs.<\/p>\n
Le tri est un autre \u00e9l\u00e9ment cl\u00e9 du recyclage des piles. Il permet d'\u00e9liminer certains des composants en plastique des piles et d'isoler leurs composants m\u00e9talliques ; les premiers peuvent alors \u00eatre r\u00e9utilis\u00e9s, tandis que les seconds servent \u00e0 fabriquer de nouvelles piles au lithium. Le tri est souvent effectu\u00e9 \u00e0 l'aide d'aimants qui permettent de s\u00e9parer les diff\u00e9rents \u00e9l\u00e9ments des piles.<\/p>\n
La s\u00e9paration m\u00e9canique fait partie de l'\u00e9tape finale du recyclage des piles. Elle comprend le tamisage \u00e0 air, le concassage et le tamisage. Cette m\u00e9thode pr\u00e9sente de nombreux avantages, notamment celui d'\u00e9viter les temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es tout en r\u00e9cup\u00e9rant certains des composants les plus co\u00fbteux, tels que le nickel et le cobalt.<\/p>\n
Dans la plupart des installations de recyclage des piles au lithium, les piles usag\u00e9es sont d'abord s\u00e9par\u00e9es en fonction de leurs caract\u00e9ristiques chimiques et physiques avant d'\u00eatre envoy\u00e9es dans une usine de traitement hydrom\u00e9tallurgique pour la r\u00e9cup\u00e9ration des m\u00e9taux sous forme ionique \u00e0 partir des masses noires de mat\u00e9riaux de cathode et d'anodes en graphite. Les m\u00e9taux sont s\u00e9par\u00e9s \u00e0 l'aide d'acides forts ou d'agents oxydants en oxydes, sulfates ou hydroxydes qui sont ensuite revendus aux fabricants pour \u00eatre r\u00e9utilis\u00e9s dans de nouvelles batteries.<\/p>\n
Certains recycleurs de piles utilisent \u00e9galement le processus connu sous le nom de \"pyrom\u00e9tallurgie\". Il s'agit de chauffer les piles usag\u00e9es dans un four \u00e0 1500 degr\u00e9s Celsius pendant trois \u00e0 quatre heures pour br\u00fbler la plupart des mat\u00e9riaux \u00e0 base de carbone et produire des alliages m\u00e9talliques mixtes et des scories compos\u00e9es de cuivre, de nickel, d'aluminium, de mangan\u00e8se et de cobalt. Malheureusement, cette m\u00e9thode n\u00e9cessite une d\u00e9pense d'\u00e9nergie importante et ne permet de r\u00e9cup\u00e9rer qu'un faible pourcentage des m\u00e9taux pr\u00e9cieux contenus dans les piles.<\/p>\n
L'hydrom\u00e9tallurgie est une nouvelle approche innovante du recyclage des piles qui utilise l'eau au lieu de temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es pour r\u00e9duire la taille des ions m\u00e9talliques en les dissolvant dans un acide, puis en les extrayant de la solution. L'hydrom\u00e9tallurgie pr\u00e9sente de nombreux avantages dans le cadre du recyclage des piles : elle consomme moins d'\u00e9nergie que la pyrom\u00e9tallurgie ou les m\u00e9thodes de broyage m\u00e9canique, et elle convient \u00e0 pratiquement tous les types de cellules et de compositions chimiques.<\/p>\n
Northvolt et Redwood Materials ont lev\u00e9 des milliards aupr\u00e8s d'investisseurs publics et priv\u00e9s pour construire de grandes usines de recyclage de batteries dans le Nevada et en Europe, non seulement dans un but lucratif, mais aussi pour minimiser l'impact sur l'environnement gr\u00e2ce \u00e0 la r\u00e9duction des \u00e9missions de carbone et \u00e0 la r\u00e9duction des co\u00fbts au cours des processus de r\u00e9cup\u00e9ration.<\/p>\n
La biolixiviation, qui utilise le m\u00e9tabolisme des micro-organismes pour dissoudre les mat\u00e9riaux des batteries usag\u00e9es, est une autre approche prometteuse pour r\u00e9duire les co\u00fbts et augmenter les taux de r\u00e9cup\u00e9ration. Des chercheurs de l'universit\u00e9 de Californie ont utilis\u00e9 des bact\u00e9ries chimiolithotrophes Acidithiobacillus ferrooxidans pour lixivier le mat\u00e9riau cathodique LiCoO2 usag\u00e9 des piles au lithium ; leurs tests ont montr\u00e9 qu'elles produisaient de l'acide sulfurique et des ions de fer qui pouvaient ensuite \u00eatre extraits des d\u00e9chets \u00e0 des fins de r\u00e9cup\u00e9ration.<\/p>\n
Le lixiviat, processus par lequel l'eau de pluie filtre \u00e0 travers les d\u00e9chets et acidifie le sol, empoisonnant la vie v\u00e9g\u00e9tale et polluant les eaux souterraines, doit \u00eatre \u00e9vit\u00e9 lors du recyclage des piles. Pour y parvenir, les recycleurs doivent s'assurer que les piles ont \u00e9t\u00e9 compl\u00e8tement d\u00e9charg\u00e9es avant d'entrer dans leur processus de recyclage, faute de quoi les produits chimiques et les m\u00e9taux contenus dans leurs cellules peuvent s'\u00e9chapper dans l'environnement et menacer la vie v\u00e9g\u00e9tale et les sources d'approvisionnement en eau. Pour lutter contre les effets du lixiviat, les recycleurs doivent s'assurer que les piles ont \u00e9t\u00e9 compl\u00e8tement d\u00e9charg\u00e9es avant d'\u00eatre recycl\u00e9es, faute de quoi les produits chimiques et les m\u00e9taux contenus dans leurs \u00e9l\u00e9ments pourraient s'\u00e9chapper et polluer \u00e0 la fois les \u00e9cosyst\u00e8mes et les sources d'eau souterraine. Afin d'emp\u00eacher la formation de lixiviats, les recycleurs doivent s'assurer que les piles ont \u00e9t\u00e9 compl\u00e8tement d\u00e9charg\u00e9es avant d'entamer leur processus de recyclage afin de minimiser leur impact n\u00e9gatif sur l'environnement et de garantir qu'aucun risque environnemental ne survient au cours de leur processus de recyclage - dans le cas contraire, les produits chimiques contenus dans les piles peuvent s'infiltrer dans l'environnement, les produits chimiques contenus dans les piles peuvent s'infiltrer dans l'environnement par des fuites dans les cours d'eau, ce qui a pour effet d'empoisonner la vie v\u00e9g\u00e9tale tout en polluant les eaux souterraines contamination par des fuites dans les sources d'eaux souterraines ou par le filtrage des eaux de pluie par les d\u00e9chets et d'acidifier le sol acidifi\u00e9 la pollution des eaux souterraines empoisonnant ainsi la vie v\u00e9g\u00e9tale tout en polluant les eaux souterraines pollu\u00e9es par les d\u00e9chets filtr\u00e9s par les eaux de pluie par les d\u00e9chets filtr\u00e9s dans les eaux souterraines pollu\u00e9es acidifi\u00e9es le processus d'acidification du sol pour contr\u00f4ler ce probl\u00e8me d\u00e9charge compl\u00e8te avant d'entrer dans le processus de recyclage, sinon fuite, les m\u00e9taux toxiques contenus dans les piles peuvent s'\u00e9chapper dans l'environnement par les piles dans l'environnement par les piles fuite dans les sources d'eau souterraine ou pire ! Pour lutter contre ce probl\u00e8me, les entreprises de recyclage doivent s'assurer que les piles sont compl\u00e8tement d\u00e9charg\u00e9es avant d'entrer dans le processus de recyclage afin de minimiser les fuites dans les sources d'eau souterraine, les sources d'eau souterraine empoisonn\u00e9es et donc pollu\u00e9es avant d'acidifier les sources d'eau souterraine, ce qui empoisonne les sources d'approvisionnement en eau souterraine ; les piles recycl\u00e9es doivent donc acidifier la contamination des eaux souterraines au cours de leur transport dans les sources d'eaux souterraines en se d\u00e9gradant avant d'\u00eatre recycl\u00e9es dans un autre processus de recyclage, ce qui entra\u00eene des dommages environnementaux \u00e0 l'int\u00e9rieur des piles avant d'entrer dans le processus de recyclage, en laissant une certaine forme de fuite dans les sources d'eaux souterraines sous forme de fuite via une fuite dans les sources d'eaux souterraines avant d'entrer dans le processus de recyclage. les piles doivent \u00eatre compl\u00e8tement d\u00e9charg\u00e9es avant d'entrer dans le processus de recyclage, faute de quoi des fuites se produiraient car les produits chimiques et les m\u00e9taux s'\u00e9chapperaient dans l'environnement en raison de fuites avant d'entrer dans le processus de recyclage les recycleurs doivent s'assurer que l'environnement est pr\u00e9serv\u00e9 apr\u00e8s l'entr\u00e9e dans le processus de recyclage, faute de quoi des fuites se produiraient entre les piles et les fuites, faute de quoi des fuites se produiraient.<\/p>\n
L'hydrom\u00e9tallurgie, la principale m\u00e9thode de recyclage des batteries, consiste \u00e0 d\u00e9manteler, d\u00e9chiqueter et faire fondre ou dissoudre des mat\u00e9riaux \u00e0 haute temp\u00e9rature afin de produire une masse noire poudreuse compos\u00e9e de m\u00e9taux cathodiques (nickel, mangan\u00e8se et cobalt) m\u00e9lang\u00e9s \u00e0 de l'hydroxyde ou du carbonate de lithium, qui peut ensuite \u00eatre utilis\u00e9e pour produire de nouvelles batteries lithium-ion ou vendue comme mati\u00e8re premi\u00e8re \u00e0 d'autres fabricants de batteries.<\/p>\n
Les recycleurs reconnaissent que le recyclage des piles est co\u00fbteux et consomme beaucoup d'\u00e9nergie. Afin de r\u00e9duire leur impact sur l'environnement, ils ont mis au point des techniques innovantes pour rendre le processus plus rentable. Certains ont mis au point des approches plus sophistiqu\u00e9es utilisant des r\u00e9actions chimiques plut\u00f4t que des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es pour r\u00e9cup\u00e9rer les m\u00e9taux de la cathode ; cela permet aux recycleurs d'utiliser diff\u00e9rentes chimies de piles tout en \u00e9vitant les co\u00fbts associ\u00e9s \u00e0 la fonte ou \u00e0 la dissolution des mat\u00e9riaux dans un liquide.<\/p>\n
Northvolt, une entreprise su\u00e9doise de recyclage de batteries, a mis en place avec succ\u00e8s une installation de recyclage \u00e0 Skelleftea et en ouvrira une autre pr\u00e8s de son usine de production au Qu\u00e9bec en 2024 en utilisant la technologie Revolt Ett - qui convertit les sulfates de nickel, de mangan\u00e8se et de cobalt en hydroxydes \u00e0 l'aide de proc\u00e9d\u00e9s hydrom\u00e9tallurgiques ; ces mat\u00e9riaux recycl\u00e9s peuvent ensuite \u00eatre utilis\u00e9s pour fabriquer les nouvelles batteries de Northvolt ou \u00eatre vendus \u00e0 d'autres fabricants de batteries \u00e0 des fins de recyclage.<\/p>\n
L'installation Revolt Ett de Northvolt peut traiter la plupart des chimies de batteries, en se concentrant principalement sur celles qui contiennent du nickel et du cobalt, car ces mat\u00e9riaux sont plus difficiles \u00e0 trouver que les ions lithium utilis\u00e9s dans les batteries. Northvolt travaille sur d'autres m\u00e9thodes qui lui permettront de recycler efficacement davantage de composants de batteries, tels que les bo\u00eetiers en polym\u00e8re et les anodes.<\/p>\n
Les chercheurs ont \u00e9galement progress\u00e9 dans la remise \u00e0 neuf des cathodes, le d\u00e9licat cristal qui alimente les piles en tension. Une \u00e9tude publi\u00e9e dans Joule a montr\u00e9 que les piles utilisant des cathodes recycl\u00e9es \u00e9taient aussi efficaces que celles fabriqu\u00e9es \u00e0 partir de cathodes nouvellement extraites.<\/p>\n
Le recyclage direct est une m\u00e9thode qui permet de r\u00e9cup\u00e9rer, de r\u00e9g\u00e9n\u00e9rer et de r\u00e9utiliser directement les composants des batteries sans d\u00e9monter au pr\u00e9alable leur structure chimique. En tant qu'approche \u00e9mergente du recyclage des batteries lithium-ion (LIB), le recyclage direct peut am\u00e9liorer de mani\u00e8re significative l'efficacit\u00e9 du recyclage tout en minimisant les empreintes \u00e9conomiques et environnementales. Le recyclage direct a prouv\u00e9 sa valeur par rapport \u00e0 la pyrom\u00e9tallurgie ou \u00e0 l'hydrom\u00e9tallurgie en termes de rentabilit\u00e9, d'efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique, de durabilit\u00e9 et de pr\u00e9servation de la structure des mat\u00e9riaux, ce qui raccourcit l'ensemble des voies de recyclage tout en am\u00e9liorant la qualit\u00e9 des mat\u00e9riaux r\u00e9g\u00e9n\u00e9r\u00e9s.<\/p>\n
Mais cette strat\u00e9gie se heurte \u00e0 de nombreux obstacles qui entravent sa mise en \u0153uvre pratique, qu'il s'agisse des processus de d\u00e9sassemblage, de tri et de s\u00e9paration, des limitations technologiques ou des pr\u00e9occupations soci\u00e9tales.<\/p>\n
Les chercheurs et les recycleurs travaillent d'arrache-pied pour mettre au point des techniques de recyclage direct am\u00e9lior\u00e9es qui garantissent la viabilit\u00e9 commerciale, comme le processus de Kyburz Switzerland qui consiste \u00e0 scier les batteries en fin de vie \u00e0 l'aide d'une technique de d\u00e9capage innovante, puis \u00e0 reformer leurs \u00e9lectrodes pour en faire de nouvelles cellules, ce qui rend cette m\u00e9thode plus efficace que les m\u00e9thodes traditionnelles de d\u00e9chiquetage et de s\u00e9paration.<\/p>\n
Ce processus a \u00e9t\u00e9 adapt\u00e9 \u00e0 diverses chimies de cellules LIB, ainsi qu'\u00e0 des mat\u00e9riaux de cathode et d'anode. Cette technologie devrait accro\u00eetre l'efficacit\u00e9 de la production de batteries tout en r\u00e9duisant les activit\u00e9s d'extraction et de traitement qui sont g\u00e9n\u00e9ralement co\u00fbteuses, gourmandes en ressources et pr\u00e9judiciables \u00e0 l'environnement.<\/p>\n
Il convient \u00e9galement d'examiner la mani\u00e8re dont ces technologies pourraient influencer l'\u00e9conomie circulaire. Les fabricants de piles doivent donner la priorit\u00e9 aux efforts de recyclage, promouvoir les efforts de normalisation et mettre en \u0153uvre des protocoles de partage d'informations. Ce faisant, il est possible de r\u00e9duire les d\u00e9chets tout en cr\u00e9ant une cha\u00eene d'approvisionnement efficace qui fournit des mati\u00e8res premi\u00e8res essentielles \u00e0 l'industrie mondiale de la fabrication de batteries. Les entreprises int\u00e9ress\u00e9es par une collaboration avec Argonne dans le cadre de ces efforts peuvent contacter Jeff Spangenberger, chef du groupe de recherche pour le recyclage des mat\u00e9riaux et le groupe des r\u00e9actions au laboratoire national d'Argonne. L'Argonne National Laboratory apporte des solutions aux probl\u00e8mes nationaux urgents en mati\u00e8re de science et de technologie gr\u00e2ce \u00e0 la recherche fondamentale et appliqu\u00e9e dans pratiquement toutes les disciplines scientifiques. Exploit\u00e9 par UChicago Argonne LLC pour le compte de l'Office of Science du minist\u00e8re de l'\u00e9nergie.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Lithium batteries contain precious elements like cobalt and nickel that manufacturers want to recycle for use again, as doing so reduces mining and processing needs, cutting costs and emissions emissions. Some companies are already engaged in battery recycling. They typically shred used batteries into black mass before melting or dissolving it to extract metals from …<\/p>\n