Batteries au lithium : des scientifiques ont trouvé la clé qui les rendra beaucoup moins polluantes

Des chercheurs de l'université de Californie ont trouvé un moyen pour recycler efficacement des batteries, ce qui permet d'éviter l'utilisation massive de métaux lourds comme le cobalt et le nickel.

Comme vous le savez probablement, la grande majorité des batteries au lithium actuelles utilisent un métal rare et coûteux comme composant pour la cathode : le cobalt. Problème, son extraction est particulièrement nocive pour l'environnement. Parmi les alternatives au cobalt les plus écologiques, on retrouve le lithium-fer-phosphate.

Or, il s'avère que des chercheurs de l'université de Californie ont trouvé le moyen de recycler ce matériau une fois épuisé et de le ramener à son potentiel d'origine, et ce en utilisant que très peu de ressources. Leurs recherches se sont concentrées sur le recyclage des batteries dont les cathodes sont fabriquées à partir de phosphate de fer et de lithium.

Une avancée prometteuse pour recycler les batteries
Depuis quelques années maintenant, les constructeurs essaient de concevoir leur batterie différemment. C'est le cas d'IBM, qui a par exemple inventer une batterie écologique sans métaux lourd grâce à l'eau de mer. On pense également à Tesla qui commencé cette année à commercialiser des Tesla Model 3 équipées de batteries au lithium-fer-phosphate.

Ces batteries sont plus sûres, bénéficient d'une plus longue durée de vie et sont moins chères à produire. Néanmoins, leur recyclage est particulièrement coûteux. “Ce n'est pas rentable de les recycler. C'est le même dilemme avec les plastiques – les matériaux sont bon marché, mais les méthodes pour les recycler ne le sont pas”, explique Zheng Chen, professeur en nano-ingénierie à l'université de San Diego.

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En quoi consiste cette avancée sur le recyclage des batteries ? Les chercheurs ont acheté des batterie au lithium-fer-phosphate dans le commerce et les ont épuisées à la moitié de leur capacité. Ils ont ensuite désassemblé les cellules et ont trempé la poudre obtenu dans une solution de sel de lithium et d'acide citrique, avant de la sécher et de la chauffer à une température oscillant entre 60 et 80 °C.

Cette poudre a ensuite été transformée en nouvelles cathodes et testée dans des piles bouton (ndrl : ces fameuses piles de forme cylindriques que l'on retrouve dans les montres par exemple). Les chercheurs ont constaté que les capacités de la pile étaient à 100%. En effet, cette technique de recyclage permet non seulement de reconstituer les stocks d'ions de lithium de la batterie, mais aussi de ramener les ions de lithium et de fer à leur place d'origine dans la structure de la cathode.

D'après l'équipe, cette méthode de recyclage consomme 80 à 90% d'énergie en moins que celles utilisées actuellement et émet 75% de gaz à effet de serre en moins. “Le prochain défi consiste à trouver comment optimiser cette logistique”, conclu le professeur Zheng Chen.