Le Japon développe une méthode pour récupérer jusqu’à 90 % du lithium des batteries de VE usagées
(tech.supercarblondie.com)- Une installation de recyclage au Japon a récupéré environ 90 % du lithium de batteries de VE usagées, améliorant nettement les performances par rapport aux méthodes existantes, dont le taux de récupération est inférieur à 50 %
- En utilisant de l’hydroxyde de lithium récupéré au lieu de l’hydroxyde de sodium traditionnel, elle transforme la black mass en lithium de haute pureté réutilisable dans de nouvelles batteries
- En plus d’un taux de récupération élevé, cette méthode peut réduire les émissions de carbone d’environ 40 % par rapport aux technologies de recyclage existantes
- Le Japon, qui importe la plupart des minéraux nécessaires aux batteries, pourrait réduire sa dépendance aux importations et renforcer la stabilité de sa chaîne d’approvisionnement grâce au recyclage domestique du lithium
- Comme seules environ 14 % des batteries lithium-ion usagées entrent dans les circuits officiels de recyclage, il est nécessaire d’étendre les infrastructures de collecte ; le pays prévoit d’accroître sa capacité de production en 2027 et d’extraire plusieurs dizaines de milliers de tonnes de matériaux par an d’ici 2035
Un procédé de recyclage au rendement amélioré
- Une installation de recyclage au Japon a réussi à extraire environ 90 % du lithium de batteries usagées
- Les procédés existants affichent souvent des taux de récupération du lithium inférieurs à 50 %
- Le lithium récupéré est traité sous forme de matériau de haute pureté pouvant être réutilisé dans de nouvelles batteries
- Le cœur du procédé consiste à remplacer l’hydroxyde de sodium utilisé jusqu’ici par de la poudre d’hydroxyde de lithium récupérée
- Ce changement chimique permet de convertir la black mass, issue des déchets de batteries, en lithium de haute pureté
- Par rapport aux technologies de recyclage existantes, il peut réduire les émissions de carbone d’environ 40 %
Effets sur la chaîne d’approvisionnement et conditions de déploiement
- Le lithium est une matière première essentielle des batteries de VE ; son extraction est coûteuse, énergivore et s’accompagne aussi d’enjeux géopolitiques
- Le Japon, qui importe la plupart des minéraux pour batteries, peut réduire sa dépendance aux importations et stabiliser sa chaîne d’approvisionnement en développant le recyclage domestique
- Pour passer à une véritable montée en échelle, il faut d’abord améliorer le faible taux de collecte des batteries usagées
- Aujourd’hui, seules environ 14 % des batteries lithium-ion usagées au Japon entrent dans les circuits officiels de recyclage
- Une forte expansion des infrastructures de collecte capables de soutenir cet effort est nécessaire
- Il est prévu d’augmenter la capacité de production d’ici 2027 et, en 2035, d’extraire chaque année plusieurs dizaines de milliers de tonnes de matériaux
- Si l’application à grande échelle réussit, elle pourrait transformer à la fois la manière de produire et de réutiliser les batteries de VE, ainsi que la gestion des déchets de batteries
1 commentaires
Commentaires sur Hacker News
L’article ne cite absolument aucun nom d’université, d’institut de recherche, de scientifique ni lien vers des sources, ce qui n’inspire pas confiance quant à la solidité réelle du contenu
Plus de détails figurent dans l’article de TechSpot
Les batteries de véhicules électriques sont trop grosses et trop coûteuses pour finir facilement en décharge, et il semblerait plus utile, pour réduire concrètement les déchets, que le Japon empêche plus efficacement le jet des petites batteries au lithium
Il semble confondre le recyclage des batteries et la récupération du lithium, qui sont deux étapes distinctes pour atteindre un fort taux de réutilisation du lithium
Un taux de récupération élevé à partir de batteries n’a rien de surprenant
Le lithium n’est pas extrait à l’état élémentaire à l’origine, et les procédés sont conçus pour l’extraire de matières premières peu pures, alors qu’une batterie au lithium constitue déjà une matière de très haute pureté
La vraie question est à partir de quand la filière de recyclage devient économiquement viable ; les batteries plomb-acide ont suivi une trajectoire comparable et sont aujourd’hui recyclées à pratiquement 100 %
Les batteries plomb-acide sont assez robustes pour qu’on puisse séparer cathode et anode avec des gants, un peu comme retirer du pepperoni d’une pizza, alors qu’une cellule lithium ressemble davantage au fait d’extraire une protéine précise d’une mortadelle, avec en plus une substance qui peut s’enflammer au contact de l’air
L’industrie automobile et celle des batteries ont transféré les atteintes sanitaires vers des pays où l’application des règles et les inspections sont plus laxistes et où les travailleurs ont désespérément besoin d’emplois
Voir l’article du New York Times sur le Mexique et celui sur l’intoxication au plomb en Afrique
Le principal avantage du lithium est son usage massif dans une chimie standardisée
Pour préserver une indépendance d’approvisionnement en recyclant des terres rares et des métaux déficitaires, on peut accepter des coûts un peu plus élevés, et la coopération entre la Suisse et le Danemark sur le thorium peut se lire dans le même cadre
Sa forte réactivité et son caractère hygroscopique font qu’au contact de l’eau il libère de l’acide fluorhydrique, toxique et corrosif, si bien que l’opération peut être peu rentable à moins d’une pénurie extrême de lithium
Il faudra malgré tout recycler, car d’énormes volumes de batteries usagées vont bientôt arriver, mais l’article ne donne pas les détails nécessaires
L’article n’explique pas concrètement en quoi la technologie de cette entreprise diffère des méthodes existantes, et passe aussi sous silence le fait que de nombreuses entreprises recyclent déjà des batteries aux États-Unis, dans l’UE et en Chine
Des concurrents obtiennent des taux similaires ou supérieurs, donc 90 % n’a rien d’exceptionnel, et perdre 10 % du lithium contenu dans des batteries, bien plus concentrées qu’un gisement naturel, représente une perte importante
Le principal frein actuel de l’industrie du recyclage n’est pas la technologie, mais le manque de batteries usagées à recycler
La plupart des batteries produites ces dix dernières années sont encore en service, et certaines pourront encore servir une dizaine d’années dans des systèmes de stockage ; il faudra donc probablement encore une génération avant que le recyclage ne devienne une source de matières premières rentable à grande échelle
En outre, il faut aussi récupérer le cobalt, le nickel, le cuivre et le graphite
Comme pour les cigarettes électroniques jetables abandonnées dans la nature, on pourrait exiger la restitution de l’ancienne batterie ou le paiement d’une consigne lors de l’achat d’un produit neuf, à l’image des batteries plomb-acide
On pourrait même inciter les gens à ramasser les cigarettes électroniques jetées dans la rue pour les rapporter et toucher la consigne
Ce n’est pas un résultat révolutionnaire, et l’article manque tellement de détails qu’on comprend mal ce qui justifie sa présence en tête de Hacker News
Un document bien plus significatif est cet article scientifique, qui montre qu’il est possible d’achever de manière extensible et rentable une boucle circulaire pour les matériaux LFP tout en obtenant de forts taux de récupération du lithium avec une responsabilité environnementale réelle
Les deux sont blancs
Mercedes a ouvert en 2024 une usine mettant en avant un taux de recyclage global de 96 % de la batterie, ce qui fait douter du caractère réellement décisif de la technologie japonaise
On peut le vérifier dans la présentation de l’usine de recyclage de Kuppenheim par Mercedes-Benz
Selon ce document, la norme du secteur pour le taux de récupération du lithium est de 90 %, et la récupération et l’extraction sont deux notions différentes.
Certaines installations utilisant un procédé de carbonatation atteignent déjà plus de 95 %.
Elles doivent malgré tout être traitées comme des déchets électroniques.
Voir aussi économie du recyclage des batteries de VE, durée de vie des batteries de VE, discussion HN 1, discussion HN 2
Le Japon a été l’un des premiers pays à subir, dès 2010, les restrictions chinoises sur les exportations de terres rares.
Si l’on regarde l’incident du chalutier chinois près des îles Senkaku et la réponse du Japon à la domination chinoise sur la chaîne d’approvisionnement, il semble que diverses politiques aient été mises en place après ce choc.
Le fait que Toyota se soit concentré sur le développement de véhicules électriques à pile à combustible (FCEV), moins dépendants de la chaîne d’approvisionnement chinoise, en ferait partie, et le vide ainsi créé a peut-être permis à des entreprises chinoises et américaines de gagner des parts du marché des véhicules électriques à batterie.
Cela dit, selon l’évolution future de la situation, il reste possible que les FCEV et les choix du Japon s’avèrent finalement justes.
Les stations hydrogène en California me semblaient étranges, mais une fois qu’on connaît l’infrastructure et l’écosystème automobile mis en place par l’alliance entre l’État japonais et les entreprises, cela ressemble à une histoire alternative qui n’existerait qu’au Japon.
Aujourd’hui, l’hydrogène est en pratique du pétrole avec des étapes de procédé en plus, et une électrolyse efficace exige des matériaux ultra-rares comme l’iridium ou le platine, ou bien des céramiques spéciales pour l’électrolyse continue à haute température.
Il est permis de douter qu’une telle structure puisse remplacer le pétrole et les batteries.
Toyota n’a vendu, au cours des 10 à 20 dernières années, qu’environ 20 000 FCEV particuliers tout au plus, soit même pas un quart des ventes trimestrielles de Prius.
Dès le départ, cela relevait presque d’un futurisme exagéré, et ceux qui diffusent ce récit semblent mal connaître la réalité.
Si l’on dispose de combustibles fossiles abondants ou de batteries au lithium bon marché, les FCEV ne sont pas rationnels, mais si l’on voit l’hydrogène comme un moyen de stockage de l’énergie moins contraint par les goulets d’étranglement des ressources, cela devient dans une certaine mesure défendable.
Les entreprises qui veulent réutiliser les batteries de véhicules électriques comme systèmes de stockage pour le réseau n’arrivent pas à se procurer assez de batteries usagées.
Même lorsque leur capacité tombe sous 80 %, elles peuvent encore servir pendant des années dans le stockage stationnaire, car la durée de vie réelle des batteries est bien plus longue qu’on ne le pensait.
Je me demande s’il est possible de remplacer cet article par l’article original de NHK World.
Il est possible que ce soit une vieille information.
Le lithium ne représente qu’une partie de la valeur d’une batterie de véhicule électrique ; le nickel, le cobalt et le graphite coûtent bien plus cher, et le cuivre ainsi que l’aluminium ont eux aussi une valeur importante.
Si l’on ne récupère pas efficacement la plupart des matériaux clés, il est difficile de parler de recyclage suffisant.
En outre, ce résultat n’a rien d’exceptionnel : Redwood Materials affirme pouvoir récupérer en moyenne plus de 95 % du nickel, du cobalt, du cuivre, de l’aluminium, du lithium et du graphite des batteries lithium-ion.
Plus de détails dans le guide de recyclage de Redwood Materials.
Le plus difficile reste le recyclage du lithium, qui n’est pas encore totalement résolu ; il est donc logique de se concentrer sur l’électrolyte au lithium qui sera massivement mis au rebut dans un avenir proche.