Le recyclage des batteries au lithium est stimulé

Le département américain de l'Énergie a accordé 9,5 millions de dollars à une entreprise californienne qui envisage de construire la première installation de recyclage des batteries lithium-ion pour véhicules aux États-Unis.

Déchets : Le recyclage des batteries usées des voitures électriques produit un mélange de métaux finement broyés, composé de cobalt, d'aluminium, de nickel et de cuivre (voir à gauche) et d'une boue qui est transformée en un gâteau de cobalt (à droite).

Basé à Anaheim Toxique dit qu'il utilisera les fonds pour agrandir une installation existante à Lancaster, dans l'Ohio, qui recycle déjà les batteries plomb-acide et nickel-hydrure métallique utilisées dans les véhicules électriques hybrides d'aujourd'hui.

Il y a actuellement peu de besoin économique de recycler les batteries lithium-ion. La plupart des batteries ne contiennent que de petites quantités de carbonate de lithium en pourcentage du poids et le matériau est relativement peu coûteux par rapport à la plupart des autres métaux.

Mais les experts disent que la mise en place d'une infrastructure de recyclage atténuera les craintes que l'adoption de véhicules utilisant des batteries lithium-ion ne conduise à une pénurie de carbonate de lithium et à une dépendance vis-à-vis de pays comme la Chine, la Russie et la Bolivie, qui contrôlent la majeure partie des réserves mondiales de lithium. À l'heure actuelle, il est peu rentable de recycler le lithium, mais si la demande augmente et qu'il existe de grandes quantités de matériaux usagés, la situation pourrait changer, explique Linda Gaines, chercheuse au centre de R&D des technologies des transports du Laboratoire national d'Argonne.

La subvention DOE de Toxco peut sembler être une monnaie de poche - la semaine dernière, le DO décerné un total de 2,4 milliards de dollars à des entreprises développant des batteries et des systèmes pour véhicules électriques, mais ce n'est également que les premiers jours du projet. Les ventes d'hybrides rechargeables et de véhicules tout électriques n'ont pas encore décollé, et bien que le président Barack Obama se soit engagé à mettre un million d'hybrides rechargeables sur les routes américaines d'ici 2015, il faudra probablement une décennie avant tout recyclage à grande échelle. la capacité est requise.

Démontrer la capacité de recycler, cependant, sera essentiel pour montrer que les véhicules électriques sont vraiment écologiques, à la fois sans émission en fonctionnement et durables dans leur conception. La gestion de ces batteries doit se faire d'une manière écologiquement responsable et d'une manière économique, explique Todd Coy, vice-président exécutif de Kinsbursky Brothers, la société mère de Toxco.

Toxco a également un avantage sur les nouveaux venus sur le marché. L'entreprise est déjà le premier recycleur de batteries en Amérique du Nord et recycle les batteries au lithium à charge unique et rechargeables utilisées dans les appareils électroniques et les applications industrielles depuis 1992 dans son usine canadienne de Trail, en Colombie-Britannique. Nous gérons la majeure partie des batteries déjà disponibles, explique Coy.

L'installation de Trail est également la seule au monde à pouvoir gérer différentes tailles et compositions chimiques de batteries au lithium. Lorsque les vieilles batteries arrivent, elles entrent dans un broyeur à marteaux et sont déchiquetées, ce qui permet de séparer facilement les composants en aluminium, en cuivre et en acier. Les batteries plus grosses qui pourraient encore contenir une charge sont congelées cryogéniquement avec de l'azote liquide avant d'être martelées et déchiquetées ; à -325 degrés Fahrenheit, la réactivité des cellules est réduite à zéro. Le lithium est ensuite extrait en inondant les chambres de la batterie dans un bain caustique qui dissout les sels de lithium, qui sont filtrés et utilisés pour produire du carbonate de lithium. Les boues restantes sont traitées pour récupérer le cobalt, qui est utilisé pour fabriquer des électrodes de batterie. Environ 95 pour cent du processus est entièrement automatisé.

La subvention du DOE aidera Toxco à transférer le processus de recyclage de Trail à ses opérations en Ohio, jetant ainsi les bases d'une usine de recyclage de batteries au lithium de pointe qui peut s'agrandir pour répondre à la croissance attendue du marché américain des véhicules électriques. Le constructeur de voitures électriques Moteurs Tesla , comme la plupart des grands constructeurs automobiles, envoie déjà des batteries anciennes ou défectueuses à l'installation de Toxco à Trail pour recyclage. C'est très important pour nous, déclare Kurt Kelty, directeur des technologies de stockage d'énergie chez Tesla. La question du recyclage est une question clé et nous devons y faire face.

Mais Kelty dit que l'économie du recyclage dépend en grande partie de la chimie des batteries lithium-ion utilisées. Il ajoute que le lithium est actuellement l'un des métaux les moins précieux à récupérer. Par exemple, le lithium dans une batterie Tesla Roadster représenterait environ 140 $ d'un système avec un coût de remplacement de 36 000 $. Pour la plupart des batteries lithium-ion, le lithium représente moins de 3 % du coût de production.

La partie lithium est un coût vraiment négligeable quand on la compare à d'autres métaux ; le nickel, le cobalt, ce seront les principaux moteurs [de recyclage], déclare Kelty, ajoutant que Tesla gagne en réalité de l'argent en recyclant uniquement les composants non recyclés au lithium de ses batteries. Ainsi, alors que nous avons lu de nombreux articles sur l'industrie à court de lithium, il manque totalement la cible. Il y a plein de lithium.

Les estimations varient, mais le cobalt se vend sur le marché à environ 20 $ la livre, contre 3 $ la livre pour le carbonate de lithium. Le cobalt, un sous-produit de l'extraction du nickel et du cuivre, est également plus rare et la moitié de l'approvisionnement mondial provient de la République démocratique du Congo, une région politiquement instable.

Certaines chimies lithium-ion sont moins rentables à recycler. Par exemple, les batteries lithium fer phosphate produites par A123 Systems ne rapportent pas autant de valeur. Les matériaux moins coûteux dans les batteries de l'A123 donnent à l'entreprise un avantage sur ses concurrents, mais rendent également ses batteries moins économiques à recycler.

La situation du lithium pourrait changer. Consultante en recherche industrielle Groupe Tru affirme que la récession mondiale a entraîné un excédent important de lithium sur le marché, maintenant les prix bas. Le cabinet de conseil s'attend cependant à ce que d'ici 2013, l'offre et la demande soient à nouveau équilibrées et qu'un resserrement de la production puisse se produire vers 2017 et au-delà.

À long terme, certains observateurs pensent que l'introduction massive de véhicules hybrides rechargeables et électriques, combinée au fait qu'une grande partie des réserves mondiales de lithium se trouvent dans des pays étrangers et potentiellement hostiles, pourrait entraîner une forte hausse du prix du lithium. carbonate. L'inquiétude est que nous pourrions finir par échanger le pic pétrolier contre le pic lithium.

Gaines examine de près la question de la rareté. Elle supervise un projet de quatre ans à Argonne qui évaluera la demande à long terme de matériaux de batterie lithium-ion et d'infrastructures de recyclage. Gaines affirme que les recherches menées à ce jour montrent que la demande pourrait être satisfaite jusqu'en 2050, même si les ventes de véhicules rechargeables augmentent considérablement. Mais le recyclage sera crucial pour aider les États-Unis à devenir moins dépendants des sources étrangères de lithium. Nous montrons que le recyclage réduirait les approvisionnements potentiellement tendus, dit-elle.

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