Récupération du lithium

Efficace et doux : le recyclage des batteries lithium-ion usagées

07.09.2023 - Chine

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Les batteries lithium-ion (LIB) fournissent de l'énergie à nos appareils portables tels que les tablettes et les téléphones mobiles et, de plus en plus, aux véhicules. À mesure que la part des énergies renouvelables volatiles nécessitant un stockage d'électricité augmente, il faut de plus en plus de batteries au lithium-ion, les prix du lithium augmentent, les ressources s'amenuisent et la quantité de batteries épuisées contenant des substances toxiques s'accroît. Dans la revue Angewandte Chemie, des chercheurs présentent une nouvelle approche pour la récupération du lithium des piles à lithium usagées.

Le recyclage des piles à lithium est une entreprise difficile. La récupération de lithium d'une qualité suffisante pour être réutilisé est compliquée et coûteuse. La plupart des processus de recyclage visent à extraire le lithium des cathodes (où se trouve la majeure partie du lithium dans les batteries déchargées). Cependant, le lithium précipite ensuite avec d'autres métaux contenus dans la cathode et doit être minutieusement séparé. L'extraction à partir des anodes, qui sont principalement constituées de graphite, est nettement plus efficace et peut être effectuée sans décharger la batterie au préalable. En raison de leur grande réactivité, le risque d'incendie et d'explosion est toutefois élevé si les anodes sont lessivées avec des solutions aqueuses, comme c'est généralement le cas. Ces réactions libèrent de grandes quantités d'énergie et peuvent produire de l'hydrogène.

Une équipe dirigée par Yu-Guo Guo et Qinghai Meng de l'Institut de chimie de l'Académie chinoise des sciences (ICCAS) et de l'Université de l'Académie chinoise des sciences (UCAS) a mis au point une méthode alternative qui évite ces problèmes. Au lieu de l'eau, ils utilisent des solutions organiques aprotiques pour récupérer le lithium des anodes. Les substances aprotiques ne peuvent pas libérer d'ions d'hydrogène, de sorte qu'aucun gaz d'hydrogène ne peut se former.

Les solutions se composent d'un hydrocarbure aromatique polycyclique (HAP) et d'un éther comme solvant. Certains HAP peuvent absorber un ion lithium chargé positivement de l'anode en graphite avec un électron. Dans des conditions douces, cette réaction d'oxydoréduction est contrôlée et très efficace. Avec le HAP pyrène dans l'éther diméthylique du tétraéthylène glycol, il a été possible de dissoudre presque complètement le lithium actif des anodes.

Un autre avantage est que les solutions lithium-PAH obtenues peuvent être utilisées directement comme réactifs, par exemple pour ajouter du lithium à de nouvelles anodes lors du prétraitement ou pour régénérer des cathodes usées. Le système HAP/solvant peut être modifié pour l'optimiser en fonction du matériau traité.

Ce processus de récupération est efficace et peu coûteux, il réduit les risques de sécurité, évite les déchets et ouvre de nouvelles perspectives pour le recyclage durable des batteries lithium-ion.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

Publication originale

Xin Chang, Min Fan, Boheng Yuan, Chao‐Fan Gu, Wei‐Huan He, Chen Li, Xi‐Xi Feng, Sen Xin, Qinghai Meng, Li‐Jun Wan, Yu‐Guo Guo; "Potential Controllable Redox Couple for Mild and Efficient Lithium Recovery from Spent Batteries"; Angewandte Chemie International Edition, 2023-9-4

https://www.chemeurope.com/fr/news/1181486/recuperation-du-lithium.html