Le recyclage des batteries devient plus propre et plus efficace
Une équipe de recherche a trouvé un moyen d'extraire 92 % des métaux critiques contenus dans les batteries usagées des véhicules électriques. Le processus consomme moins d'énergie et génère moins d'émissions de carbone que les méthodes actuelles de recyclage des batteries.
Par l’équipe d’Anthropocene Magazine (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)
Plus d'un cinquième des voitures vendues dans le monde l'année dernière sont électriques (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). À mesure que le marché des véhicules électriques se développe, il devient de plus en plus urgent de trouver des moyens durables pour les alimenter. Les véhicules électriques d'aujourd'hui fonctionnent avec des batteries lithium-ion. Les métaux critiques présents dans la composition de ces batteries, ainsi que le traitement qu’on leur réserve une fois devenues inutilisables, constituent un fardeau pour l’environnement. Le recyclage des batteries est un moyen de répondre à ces deux préoccupations.
Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Energy Storage Materials (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre), une équipe de recherche présente une méthode de recyclage des batteries lithium-ion (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) plus efficace et plus respectueuse de l'environnement que les technologies connues. La nouvelle technique permet de récupérer plus de 92 % de trois métaux critiques utilisés dans les électrodes des batteries – le nickel, le manganèse et le cobalt – et de les convertir en matériaux d'électrodes de haute performance. Le processus consomme environ 9 % d'énergie en moins et réduit les émissions de carbone de près de 14 % par rapport au recyclage traditionnel.
Les batteries contiennent deux électrodes : une cathode chargée positivement et une anode chargée négativement. Dans les batteries lithium-ion, la cathode est généralement constituée d'un mélange de lithium, de nickel, de manganèse et de cobalt (NMC), bien que les équipes de recherche s'efforcent de trouver des substituts moins coûteux et plus facilement disponibles (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). L'extraction du cobalt, du nickel et du lithium a été associée à des impacts sur l'environnement et les communautés locales. Il existe également une tendance à extraire ces métaux des profondeurs océaniques, ce qui comporte des risques imprévisibles (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). Aujourd'hui, la plupart des batteries usagées finissent dans des décharges. Le recyclage des batteries permettrait de réduire la dépendance à l'extraction de nouveaux métaux ainsi que la quantité de déchets générés.
Les processus de recyclage actuels consistent à les pulvériser, puis à chauffer la poudre à haute température ou à la dissoudre dans des produits chimiques agressifs. Yan Wang, du Worcester Polytechnic Institute, et ses collègues ont mis au point un nouveau procédé qui combine le meilleur des méthodes traditionnelles et de la nouvelle technologie de recyclage, et utilisent cette nouvelle méthode sur deux anciens types de cathodes de batteries : l'une à base de NMC à faible teneur en nickel, l'autre à base de lithium et de manganèse. L'équipe de recherche découpe et broie les matériaux cathodiques mélangés, puis les dissout dans une solution contenant de l'acide sulfurique et du peroxyde d'hydrogène. Cela permet d'obtenir du sulfate de nickel, que l'équipe modifie afin d'augmenter la teneur en nickel. Le résultat final est un composé cathodique NMC riche en nickel, contenant 83 % de nickel.
Les essais démontrent que les batteries fabriquées à partir de ces matériaux recyclés offrent des performances similaires à celles fabriquées à partir de matériaux nouvellement extraits. Les dispositifs conservent 88 % de leur capacité après 500 cycles de charge et plus de 85 % de leur capacité après 900 cycles dans des cellules poches à l'échelle commerciale.
Source : Jiahui Hou et coll., « Upcycling Mixed Spent Ni-Lean Cathodes into Ni-Rich Polycrystalline Cathodes », Energy Storage Materials, 2025.
Article original en anglais : https://www.anthropocenemagazine.org/2025/07/battery-recycling-gets-cleaner-and-more-efficient/ (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)
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(S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)Anthropocène est la version française d’Anthropocene Magazine (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). La traduction française des articles est réalisée par le Service de traduction de l’Université Concordia (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre), la Durabilité à l’Ère Numérique (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) et le pôle canadien de Future Earth (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre).