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Membres de l’équipe : V. Nachbaur (MCF), S. Jouen (MCF)
Les ressources minérales jouent un rôle essentiel dans les technologies associées à la transition énergétique. En particulier, le déploiement grandissant du parc de véhicules électriques impose de considérer l’utilisation de certains éléments comme un enjeu géopolitique. C’est particulièrement le cas des éléments présents dans les batteries lithium-ion tels que le cobalt, le lithium, le nickel, le manganèse ou le graphite dont le besoin croissant a révélé des interdépendances et des vulnérabilités.
Dans ce contexte, le laboratoire GPM dans le cadre de projets financés successivement par l’Institut Carnot ESP et la Région Normandie, a mis au point une nouvelle approche, à faible empreinte environnementale, permettant de recycler les batteries lithium-ion. Ce procédé, breveté en 2021, est basé sur un traitement solvothermal dont les avantages, par rapport aux procédés existants (pyrométallurgie et hydrométallurgie) sont :
- Qu’il est réalisé à relativement basse température (< 300°C)
- Qu’il n’utilise aucun acide ni base, mais uniquement des solvants de faible coût et de faible impact environnemental
- Que le solvant est réutilisable à plusieurs reprises.
A l’issue du traitement solvothermal, les différents éléments valorisables sont obtenus sous forme de poudres facilement séparables (Figure 1), soit à l’état métallique, soit sous forme d’hydroxyde, d’oxyde ou de carbonate.
Le procédé développé a été appliqué avec succès sur les composés de cathode LCO, NCA, NMC, LMO et il est actuellement en cours d’adaptation sur des black mass industrielles dans le cadre d’un projet de prématuration financé par le CNRS.
