Innovations dans le lithium en fin de vie

Pour fabriquer une batterie lithium-ion, les composants doivent être extraits et raffinés. Les cathodes sont construites et les batteries sont fabriquées. Lorsque ces batteries ne tiennent plus la charge, elles doivent être recyclées pour récupérer autant de métaux et de plastiques que possible.

Article de | IRE

La nouvelle a récemment été annoncée qu'une entreprise technologique a mis au point une nouvelle batterie lithium-ion qui a une empreinte de batterie plus petite. Il remplace le graphite des anodes par du silicium. Il contient plus d'énergie. En fait, lorsqu'elle était utilisée dans un tracker de fitness, la densité d'énergie de la batterie était environ 20 % supérieure.

À l'heure actuelle, les nouvelles batteries à anode en silicium se trouvent dans les trackers de fitness portables. La société qui les a développés a des partenariats en place avec BMW et Daimler. Alors que la technologie entourant la production de batteries lithium-ion se poursuit, y a-t-il des innovations dans l'élimination et le recyclage des batteries lithium-ion en fin de vie ?

Pour fabriquer une batterie lithium-ion, les composants doivent être extraits et raffinés. Les cathodes sont construites et les batteries sont fabriquées. Lorsque ces batteries ne tiennent plus la charge, elles doivent être recyclées pour récupérer autant de métaux et de plastiques que possible. Cela permet de les réutiliser pour fabriquer de nouvelles batteries.

Les gens croient souvent que ce n'est pas un processus rentable. La vérité est qu'avec des innovations dans la fabrication et le recyclage, les batteries lithium-ion sont une batterie rentable à produire et à recycler. Tout dépend des évolutions technologiques.

Il y a une raison plus importante de se concentrer sur le recyclage des batteries en fin de vie. Les experts estiment que les réserves de cobalt et de lithium seront limitées à partir de 2024. Les réserves de nickel devraient être correctes jusqu'en 2025, mais à un moment donné, ces réserves pourraient également commencer à diminuer. Les progrès dans la fabrication de batteries et l'accent mis sur le recyclage de ces matériaux précieux sont des étapes essentielles de la production.

Le département américain s'est associé à la National Electrical Manufacturers Association pour créer des normes de recyclage pour les batteries lithium-ion. Une fois ces normes de recyclage en place, l'élimination et le recyclage des batteries en fin de vie prennent le devant de la scène. Entre-temps, de nombreuses entreprises et organisations travaillent déjà dur pour changer le jeu des batteries lithium-ion.

Actuellement, les métaux contenus dans les batteries lithium-ion usagées ne sont pas de faible valeur car il existe différents oxydes. Vous avez une variété comme le lithium cobalt, le lithium nickel manganèse cobalt, le lithium nickel cobalt aluminium, le lithium fer phosphate. Les fabricants de batteries recherchent des métaux purs. La qualité est importante. Le laboratoire national d'Argonne du ministère de l'Énergie a découvert un moyen rentable de recycler les batteries lithium-ion. Ce n'est pas facile.

Ce que le DOE a découvert, c'est que la flottation par mousse peut séparer les matériaux. Comment fonctionne la flottation par mousse ? Les oxydes des batteries usées vont dans des réservoirs de flottation, et l'air est pompé avec les mélangeurs aidant à rendre la solution mousseuse. Les matériaux cathodiques coulent généralement au fond après avoir absorbé l'eau. Dans ce cas, ils ont découvert que l'ajout d'un additif chimique qui empêchait l'absorption d'eau faisait flotter l'oxyde de lithium nickel manganèse cobalt. Cela a laissé couler l'oxyde de manganèse et de lithium.

Après séparation, ils ont testé les matériaux cathodiques. Ils avaient des niveaux de pureté de plus de 95 %. Grâce à cette découverte, cela augmente les chances que les fabricants de batteries achètent du recyclé plutôt que du neuf.

Une étude du Worcester Polytechnic Institute a révélé que les batteries fabriquées à partir de matériaux recyclés sont plus performantes. Dans cette étude du professeur Yan Wang, la poudre de cathode recyclée a été testée et comparée à la nouvelle poudre. Les matériaux recyclés ont tous duré plus de 50 % plus longtemps.

La poudre fabriquée à partir de la nouvelle poudre de cathode était tombée à 70 % de sa capacité après 7 600 cycles. Pour la poudre de cathode recyclée, elle a eu 11 600 cycles avant de tomber à 70 % de sa capacité. Dans cette étude, les piles recyclées se sont révélées être la meilleure option.

À l'Université de Birmingham, l'équipe a travaillé sur de nouvelles façons de recycler les batteries lithium-ion. Ils ont découvert que la méthode la plus rentable consistait à déchiqueter les batteries, à soumettre les composants à une séparation chimique, puis à séparer et à recycler les matériaux séparés. Alors qu'un procédé de four ne récupère que 70 % des composants de la batterie, la méthode de l'université en récupère 90 %.

Pendant ce temps, la Faraday Institution de Leicester a testé l'utilisation d'ondes ultrasonores pour séparer les matériaux des électrodes. L'équipe a démonté les batteries lithium-ion au lieu de les déchiqueter. Ils ont ensuite été exposés à des ondes ultrasonores, ce qui a conduit à un taux de récupération de 80 %.

Dans quels appareils trouve-t-on des batteries lithium-ion ? Ils sont utilisés dans tout, des smartphones aux ordinateurs portables, des voitures aux trackers de santé et de fitness portables. En règle générale, si elle est rechargeable, il s'agit probablement d'une batterie lithium-ion.

Au cours des deux dernières années, la demande de véhicules tout électriques (VE) d'entreprises telles que GM, Nissan, Rivan, Tesla et Volkswagen a augmenté. Cela s'est accompagné d'augmentations drastiques des prix du cobalt et du lithium. Selon un rapport de Forbes, les prix du cobalt ont approché une augmentation de 70 % en 2020 tandis que les prix du lithium ont augmenté de 127 %.

Selon Pew Research, il y a actuellement 1,8 million de véhicules électriques enregistrés aux États-Unis. La durée de vie d'une batterie lithium-ion pour une voiture est d'environ 10 à 20 ans. La plupart des fabricants de véhicules électriques offrent des garanties de 65 000 ou 100 000 milles/8 ans. Kia augmente sa garantie à 100 000 miles/10 ans. Hyundai offre des garanties à vie.

Les climats plus chauds ont tendance à user les batteries plus rapidement que les climats plus froids. L'utilisation de chargeurs rapides chauffe également ces batteries et peut raccourcir leur durée de vie. Peu importe comment cela fonctionne, la plupart des batteries doivent être remplacées dans les 20 ans, ce qui signifie que des centaines de milliers de ces batteries finissent par devoir être recyclées.

Les batteries de véhicules ont tendance à avoir la plus grande durée de vie estimée. Les petits appareils comme les ordinateurs portables, les contrôleurs de jeu et les écouteurs rechargeables ne durent généralement que 500 charges, soit environ deux ou trois ans. À ce stade, ils doivent être recyclés de manière responsable. Vers qui vous tournez-vous lorsque vous avez besoin de recycler ces batteries ?

Vous ne pouvez pas jeter vos batteries lithium-ion. Alors que certaines personnes les jettent encore aux ordures, les matières dangereuses se rendent maintenant dans les décharges de la région. Si la batterie se rompt en cours de route, cela peut provoquer des incendies qui obligent l'opérateur du camion à ordures à déverser la charge en feu dans la rue ou sur le parking. Non seulement cela pollue l'environnement, mais cela peut également entraîner des fermetures de routes et des remplacements de camions.

Au lieu de cela, recyclez les batteries de manière responsable avec une entreprise de recyclage de batteries certifiée e-Steward, NAID et R2. Cela signifie que toutes les étapes de recyclage sont conformes aux lois, se concentrent sur la sécurité des employés et sont traitées aux États-Unis et ne sont jamais envoyées à l'étranger. Si votre batterie lithium-ion se trouve dans un appareil comme un ordinateur portable ou un smartphone, vos données sont détruites pour éviter le vol.

ERI est spécialisé dans le recyclage des batteries lithium-ion. Nous pouvons récupérer les batteries chez nos clients, laisser les bacs à batteries chez les détaillants, les complexes d'appartements et les immeubles de bureaux pour les recycler. Nous proposons des boîtes de recyclage de piles que vous pouvez remplir vous-même et nous expédier avec une étiquette préaffranchie. Nous les ramènerons à l'une de nos installations pour le recyclage des batteries. Si votre entreprise doit traiter des batteries impliquées dans un rappel de sécurité, nous vous aidons également à le faire.

Tous les experts en recyclage de batteries d'ERI sont spécialement formés au stockage et à la manipulation des batteries lithium-ion. Nous traitons les batteries aux États-Unis et ne les envoyons pas hors du pays. Toutes les piles que nous collectons pour le recyclage sont recyclées conformément aux lois nationales et fédérales. Apprenez-en plus sur notre programme de recyclage des piles sèches et des batteries lithium-ion dès aujourd'hui.

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