L'art du recyclage : Les batteries des VE
Les batteries au lithium-ion sont des sources d’énergie de pointe pour les véhicules électriques et autres appareils électroniques portables. Et comme notre univers alimenté par des batteries ne cesse de se développer rapidement, les questions relatives à leur recyclage font de même. Il ne s’agit pas seulement de réutiliser des matériaux et des composants. Le processus engage différentes méthodes et personnes. Et c’est un processus complexe, intéressant et important. Il s’agit, en d’autres termes, d’un art. Et comme toute autre forme d’art, il est fait pour être examiné.
Le processus de recyclage des batteries au lithium-ion modernes est déjà assez avancé, maintenant une norme relativement élevée au niveau mondial. Étant donné que les réglementations de recyclage de l'UE sont les plus strictes, Polestar les a adoptées comme base de référence. Comme nous concevons nos batteries pour répondre à ces réglementations, tous les pays devront adhérer aux mêmes normes, indépendamment de leurs réglementations.
La législation relative aux batteries en fin de vie est en cours de révision au sein de l’UE. De nouvelles réglementations donneront lieu à une directive plus stricte sur les batteries et garantiront que les batteries (sur le marché de l’UE) sont durables et sécuritaires tout au long de leur cycle de vie. Ces réglementations devraient entrer en vigueur en 2023.
Cela mettra une pression bien nécessaire sur les fabricants, producteurs, importateurs et distributeurs de batteries, ainsi que sur les consommateurs et les recycleurs. L’accent est mis sur la traçabilité et la transparence tout en ciblant la limitation des systèmes de gestion des batteries (un système utilisé pour protéger la batterie d’un fonctionnement en dehors de ses marges de sécurité). Il en résultera également une pression accrue sur l’efficacité des techniques de recyclage, la récupération des matériaux, la collecte et l’utilisation de matériaux recyclés.
Mais l'UE n'est pas la seule à envisager de nouvelles politiques pour le recyclage de batteries. Le ministère chinois de l'Industrie a publié des lignes directrices pour les installations de recyclage de batteries de VE. Publiées pour la première fois en 2018, elles incluent la responsabilité des producteurs (les fabricants de véhicules eux-mêmes) et une plateforme de gestion de la traçabilité. En 2021, des politiques supplémentaires ont été introduites, qui comprennent un plan quinquennal axé sur les cycles de vie des transports électriques et la circularité, la réutilisation des batteries, la gestion de la traçabilité sur l'ensemble du cycle de vie et un soutien accru aux réseaux de recyclage, à la traçabilité et aux technologies de recyclage.
En Amérique du Nord, les gouvernements fédéraux, étatiques et locaux ont autorité sur l'élimination et le recyclage des batteries au lithium-ion. Et bien que les réglementations sur la gestion des batteries soient devenues plus courantes, il n'existe aucune politique précise qui rende obligatoire le recyclage des batteries au lithium-ion. Cela signifie que chaque État ou localité peut établir ses propres directives pour l'élimination des batteries.
Avant de pouvoir procéder au recyclage, la batterie doit d’abord être retirée du véhicule. Une fois retirée, la batterie doit être complètement déchargée et sécurisée pour être manipulée. La décharge peut être effectuée par différentes méthodes telles que le prétraitement thermique, les bains d’eau salée et la décharge contrôlée par des circuits externes. Lors de la décharge d’une batterie, l’électricité restante est extraite et envoyée au réseau ou utilisée dans l’installation elle-même, sans rien gaspiller.
Après avoir déchargé la batterie, on passe à la partie démontage du processus de recyclage, qui se fait manuellement. C'est là que tous les différents composants entourant la batterie, tels que les fils, les connecteurs, les systèmes de refroidissement, et ainsi de suite, sont retirés pour révéler les cellules de la batterie. Une fois les cellules révélées, un prétraitement mécanique est utilisé pour déchiqueter la batterie à plusieurs reprises. Le déchiquetage crée un mélange poudreux qui est ensuite tamisé pour générer ce que l'on appelle la masse noire. La masse noire contient des minéraux tels que le cobalt, le lithium, le manganèse et le nickel, qui peuvent être utilisés pour de futures batteries après leur traitement chimique.
Lors de l’extraction de minéraux par pyrométallurgie, la batterie entière (ou une batterie démantelée) est placée dans un four de 1000 °C pour générer des alliages, de la matte et du laitier qui peuvent ensuite être traités. Une autre technique couramment utilisée pour l’extraction des minéraux est le traitement thermique. Ici, la batterie est chauffée entre 100 et 500 °C, ce qui entraîne très peu de pertes de matériaux et augmente l’extraction du nickel, du cobalt et du manganèse. Cette méthode peut être réalisée aussi bien avant qu’après le prétraitement mécanique. Enfin, il y a l’hydrométallurgie, qui intervient souvent comme étape finale. Grâce à cette méthode, des substances pures peuvent être extraites en ajoutant différents solvants comme des solutions acides.
Certaines entreprises ne font que le déchiquetage ou la désélectrification initiale. D’autres font de la pyrométallurgie, du traitement thermique ou de l’hydrométallurgie. C’est pourquoi de nombreuses entreprises différentes interviennent dans la chaîne du recyclage.
De nombreuses entreprises de recyclage étudient et investissent actuellement dans la combinaison du traitement thermique et mécanique, car il s’agit, selon les prévisions, de la prochaine percée dans le recyclage des batteries. Ces nouvelles réglementations sur les batteries pourraient également donner lieu à la création d’un document qui ajoutera de la transparence au processus de recyclage des batteries : un passeport pour batteries. Ce passeport sera essentiellement un moyen pour tout démonteur ou recycleur de batteries en fin de vie de connaître les paramètres exacts de la batterie. Il s’agit d’une représentation numérique de la vie de la batterie qui comprend des renseignements sur ses minéraux et leur provenance, le lieu de fabrication de la batterie et la manière de la recycler éventuellement.
En raison de la longévité des batteries des VE et de la relative nouveauté du marché des VE, les flux de déchets issus des produits électroniques destinés aux consommateurs constituent une source importante pour le recyclage des piles et des batteries. Actuellement, seule une petite partie des déchets électroniques générés chaque année est collectée et correctement recyclée. Les piles contenues dans ces appareils contiennent les mêmes minéraux que les batteries des VE. Le recyclage des piles contenues dans les vieux appareils électroniques ne serait pas seulement bon pour l'environnement. Il permettrait également d'apporter des minéraux indispensables à la fabrication de nouvelles piles et batteries.
Sur un plan individuel, on peut contribuer à la fabrication des batteries à venir en recyclant les anciennes. Et en tant qu'industrie, nous devons faire tout ce qui est en notre pouvoir pour rendre le processus de recyclage aussi durable et efficace que possible.
Le recyclage des batteries est en effet un art. Un art que nous pouvons tous apprécier.
