L'art du recyclage : les batteries des VE
Les batteries lithium-ion sont des sources d'énergie révolutionnaires pour les véhicules électriques et autres appareils électroniques portables. À mesure que notre univers alimenté par des batteries se développe à un rythme effréné, la question de leur recyclage se pose également. Il ne s'agit pas simplement de réutiliser des matériaux et des composants : différentes méthodes et personnes sont impliquées dans le processus. C'est un processus complexe, instructif et crucial. En d'autres termes, il s'agit d'un art. Et comme tout art, il est fait pour être scruté.
Le processus de recyclage des batteries li-ion modernes est déjà assez évolué, respectant une norme relativement stricte à l'échelle mondiale. Étant donné que les réglementations de recyclage de l'UE sont les plus contraignantes, Polestar les a appliquées comme point de référence. Dans la mesure où nous concevons nos batteries pour répondre à ces réglementations, l'ensemble des pays devront adhérer aux mêmes normes, indépendamment des réglementations locales.
La législation relative aux batteries en fin de vie est actuellement en cours de réexamen au sein de l'UE. De nouvelles réglementations donneront lieu à une législation plus stricte concernant les batteries et garantiront que les batteries (sur le marché de l'UE) sont durables et sans danger tout au long de leur cycle de vie. Ces réglementations devraient entrer en vigueur en 2023.
Cela exercera une plus que nécessaire pression sur les fabricants, producteurs, importateurs et distributeurs de batteries, ainsi que sur les consommateurs et les recycleurs. La priorité est donnée à la traçabilité et à la transparence tout en ciblant la limitation des systèmes de gestion des batteries (un système utilisé pour protéger la batterie contre un fonctionnement en dehors de ses marges de sécurité). Cela se traduira également par une pression accrue sur l'efficacité des techniques de recyclage, la récupération des matériaux, la collecte et l'utilisation de matériaux recyclés.
Toutefois, l'UE n'est pas la seule à envisager de nouvelles règles en matière de recyclage des batteries. Le ministère chinois de l'Industrie a publié des directives pour les installations de recyclage des batteries de VE. Publiées pour la première fois en 2018, elles incluent la responsabilité des producteurs (les constructeurs automobiles eux-mêmes) et la mise en place d'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 réexploitation des batteries, la gestion de la traçabilité tout au long du cycle de vie, et un soutien renforcé aux réseaux de recyclage, à la traçabilité et aux technologies de recyclage.
En Amérique du Nord, les gouvernements fédéraux, étatiques et locaux exercent une 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 spécifique qui rende obligatoire le recyclage des batteries au lithium-ion. Par conséquent, chaque État ou localité peut établir ses propres règles relatives à l'élimination des batteries.
Avant de pouvoir être recyclée, la batterie doit d'abord être retirée du véhicule. Une fois retirée, la batterie doit être complètement déchargée et sécurisée pour sa manipulation. La décharge peut être exécutée 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 qui subsiste est extraite et envoyée au réseau ou utilisée dans l'installation elle-même, sans aucun gaspillage.
Une fois la batterie déchargée, intervient la phase de démantèlement 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 ce processus terminé, un prétraitement mécanique est utilisé pour broyer la batterie à plusieurs reprises. Le broyage crée un mélange sous forme de poudre qui est ensuite tamisé pour générer ce que l'on appelle la masse noire. Celle-ci contient des minéraux tels que le cobalt, le lithium, le manganèse et le nickel, qui peuvent être utilisés pour de nouvelles batteries après avoir subis un traitement chimique.
Lors de l'extraction de minéraux par pyrométallurgie, la batterie entière (ou une batterie démantelée) est placée dans un four à 1 000 °C pour générer des alliages, de la matte et des scories qui peuvent ensuite être traités. Un autre procédé couramment utilisé pour l'extraction des minéraux est le traitement thermique. Dans ce cas, la batterie est chauffée à 100-500 °C, ce qui entraîne très peu de pertes de matériaux et favorise l'extraction du nickel, du cobalt et du maganèse. Cette méthode peut être pratiquée aussi bien avant qu'après le prétraitement mécanique. Enfin, il existe l'hydrométallurgie, qui survient le plus souvent en dernière étape. Grâce à cette méthode, des substances pures peuvent être extraites en ajoutant différents solvants comme des solutions acides.
Certaines entreprises pratiquent exclusivement le broyage initial ou la désélectrification. D'autres se chargent de la pyrométallurgie, du traitement thermique ou de l'hydrométallurgie. De nombreuses entreprises différentes sont donc impliquées dans la chaîne de recyclage.
Actuellement, un grand nombre d'entreprises de recyclage étudient et investissent dans la combinaison du traitement thermique et mécanique, car il pourrait s'agir de la prochaine révolution 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 de batterie. Ce passeport sera pour ainsi dire un moyen pour tout démanteleur 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 informations sur ses minéraux et leur provenance, le lieu de fabrication de la batterie et éventuellement, la manière de la recycler.
En raison de la longévité des batteries des VE et de la jeunesse relative du marché des VE, les flux de déchets issus de l'électronique grand public constituent une source importante pour le recyclage des batteries. Actuellement, seule une petite partie des déchets électroniques générés chaque année est collectée et correctement recyclée. Les batteries contenues dans ces appareils contiennent les mêmes minéraux que celles des VE. Le recyclage des batteries contenues dans les vieux appareils électroniques ne serait pas seulement bénéfique pour l'environnement. Il permettrait en outre de fournir les minéraux indispensables à la fabrication des nouvelles batteries.
En tant qu'individus, nous pouvons apporter notre contribution à la fabrication des batteries du futur en recyclant ses anciennes. 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 un véritable art. Un art que nous pouvons tous apprécier.
