Des chercheurs développent un procédé plus propre et évolutif pour recycler les batteries lithium-ion
infohightech ·
Dans une avancée majeure pour la technologie de l'énergie durable, les chercheurs du Worcester Polytechnic Institute (WPI), dirigés par le professeur Yan Wang , professeur William B. Smith de génie mécanique et des matériaux , ont développé une nouvelle méthode évolutive pour recycler les batteries lithium-ion d'une manière à la fois efficace et respectueuse de l'environnement.
Les recherches de l'équipe, intitulées « Upcycling Mixed Spent Ni-Lean Cathodes into Ni-Rich Polycrystalline Cathodes », ont récemment été publiées dans Energy Storage Materials , une revue multidisciplinaire à comité de lecture spécialisée dans les matériaux et l'énergie. L'article détaille une approche innovante de surcyclage hydrométallurgique qui offre des avantages environnementaux et de performance par rapport aux méthodes de recyclage traditionnelles.
Ce procédé cible spécifiquement les matériaux cathodiques mixtes à faible teneur en nickel (Ni-lean) usagés, fréquemment présents dans les batteries lithium-ion usagées. Les méthodes de recyclage traditionnelles peinent à récupérer efficacement ces matériaux et reposent souvent sur des procédés énergivores produisant des produits à faible valeur ajoutée. En revanche, l'approche de Wang récupère plus de 92 % des métaux critiques (nickel, cobalt et manganèse) et les transforme en poudres cathodiques haute performance.
Les tests montrent que les batteries fabriquées avec ces matériaux recyclés offrent des performances comparables à celles fabriquées à partir de matériaux vierges, conservant 88 % de leur capacité après 500 cycles de charge et plus de 85 % après 900 cycles dans les cellules à poche à l'échelle commerciale. Ce nouveau procédé consomme également 8,6 % d'énergie en moins que les méthodes hydrométallurgiques conventionnelles et réduit considérablement les émissions de carbone : de 13,9 % par rapport au recyclage traditionnel, soit un peu plus qu'avec le surcyclage direct.
« Ce travail répond non seulement aux défis environnementaux liés aux déchets de batteries, mais contribue également à réduire notre dépendance à l'exploitation minière pour les matériaux critiques », a déclaré Yan Wang. « Nous avons démontré qu'il est possible de créer à grande échelle des batteries haute performance à partir de matériaux recyclés, ce qui est essentiel pour bâtir une chaîne d'approvisionnement en batteries plus durable et plus résiliente. »
Cette innovation répond directement à deux défis majeurs : le volume croissant de déchets de batteries et la demande mondiale en matériaux critiques utilisés dans les véhicules électriques et autres technologies énergétiques propres. L'industrie et les décideurs politiques se concentrant sur des solutions durables, cette avancée pourrait jouer un rôle clé dans la construction d'une économie des batteries plus circulaire et plus respectueuse du climat.