Evonik progresse dans les processus de recyclage des batteries

Le groupe de chimie de spécialités Evonik veut rendre le recyclage du lithium des batteries de traction des véhicules électriques plus simple, plus économique et plus respectueux de l'environnement. Le procédé à membrane céramique développé à cet effet devrait être commercialisable d'ici trois à cinq ans.

Les chercheurs d'Evonik s'appuient sur le recyclage du lithium dans un procédé électrochimique avec une membrane en céramique. Selon l'entreprise, le procédé est déjà testé en laboratoire à l'échelle expérimentale.

En fin de procédé, l'hydroxyde de lithium de haute pureté est adapté à la production d'un nouvel hydroxyde de lithium adapté à la production de nouvelles batteries. Evonik dit que ce processus sera principalement caractérisé par sa grande efficacité. Le point de départ est la masse noire, qui est constituée d'un mélange des matières actives cathodiques. Des matériaux tels que le cobalt et le nickel sont extraits au cours du traitement hydrométallurgique produisant un liquide de lixiviation contenant du lithium.

C'est là qu'intervient la membrane sélective aux ions lithium développée par Evonik : Du côté avec le liquide de recyclage et une anode chargée positivement, elle ne laisse passer que les cations lithium chargés positivement vers l'autre côté avec la cathode chargée négativement. Là, les ions lithium forment de l'hydroxyde de lithium de haute pureté avec de l'hydroxyde. Selon Evonik, cela a un niveau de pureté de près de 100 %.

Ce procédé électrochimique est censé remplacer le type de traitement hydrométallurgique du lithium qui était courant jusqu'à présent. Le nouveau procédé devrait permettre d'économiser de l'eau, de l'énergie et des produits chimiques. Dans les villes allemandes de Hanau et de Marl, Evonik travaille actuellement au transfert du procédé du laboratoire à une plus grande échelle. Les experts du recyclage sont convaincus qu'ils auront développé le procédé à membrane céramique pour arriver à maturité sur le marché dans trois à cinq ans. Cette année, la conception du prototype sera testée avec des partenaires externes, des modules pilotes seront créés en 2023, puis les premiers modules à plus grande échelle en 2024.

Elisabeth Gorman, experte en recyclage du lithium chez Evonik, souligne : « Dans quelques années, de nombreuses batteries lithium-ion arriveront en fin de vie. En conséquence, il y aura une forte augmentation du volume de batteries usagées pouvant être utilisées pour recycler le lithium. Elle explique qu'avec les nombreuses nouvelles installations de production mises en place en Europe pour la production de masse de batteries de véhicules électriques, ce nombre est appelé à augmenter. Elle insiste sur la nécessité d'une législation dans l'UE : « L'UE, en particulier, fait pression pour que les matières premières précieuses soient réutilisées dans le cycle de production. C'est déjà réaliste pour le cobalt et le nickel, mais le taux de recyclage du lithium est inférieur à 5 % à l'heure actuelle.

En Chine, où les véhicules électriques sont plus courants depuis plus longtemps, la réutilisation des batteries dans les applications de seconde vie et les processus de recyclage ont fait l'objet de plusieurs phases de législation gouvernementale pour faire face au nombre énorme de batteries à recycler.

Plus tôt l'année dernière, Evonik a rejoint un consortium avec quatre autres sociétés, Forward Engineering, Lion Smart, Lorenz Kunststofftechnik et Vestaro l'année dernière pour développer un concept de batterie léger indépendant de la marque pour les véhicules électriques. Le consortium s'est engagé à créer un concept de batterie légère pour les véhicules BEV adapté à la production en série et basé sur des assemblages unifiés et une norme de composants inter-marchés.

evonik.com

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