Comment les batteries des voitures électriques sont recyclées

Lorsque les batteries de voitures électriques ne tiennent pas suffisamment de charge ou ont été endommagées lors d'un accident, elles ne sont en aucun cas finies

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Lorsque les batteries des voitures électriques ne tiennent pas assez de charge ou ont été endommagées lors d'un accident, elles ne sont en aucun cas finies.

Actuellement, seul un petit nombre de véhicules électriques et hybrides sont assez vieux pour devenir des véhicules en fin de vie (VHU), mais le nombre de véhicules électriques endommagés par accident est en augmentation. Les voitures hybrides, avec leurs batteries plus petites, existent également depuis bien plus longtemps.

Commençons tout d'abord par la batterie traditionnelle que chaque voiture utilise pour démarrer et qui alimente ses accessoires. Habituellement, le recycleur de véhicules l'enlève et le transmet à un recycleur de batteries où il est démantelé en ses différentes parties, telles que le plomb, l'argent, le plastique et l'acide. Les pièces précieuses peuvent être extraites pour être réutilisées, tandis que le plomb est fondu, très facilement recyclé et neutralisé à l'acide.

La batterie EV est une autre affaire. Chaque voiture utilise un pack composé de plus de 2 000 cellules lithium-ion individuelles travaillant ensemble en modules. D'autres éléments précieux sont le nickel, le manganèse et le cobalt. Ils arrivent en fin de vie du véhicule lorsqu'il n'y a plus de capacité de charge acceptable.

Cela peut être après plus de 100 000 miles et huit à dix ans, ce qui est généralement la période de garantie. Volkswagen, par exemple, garantit une capacité de batterie minimale de 70 % – quel que soit le comportement de charge pendant huit ans ou 100 000 miles.

Les constructeurs automobiles sont légalement tenus de garder le contrôle sur la façon dont leurs batteries EV sont traitées à la fin de leur vie dans une voiture. Selon les règles actuelles de l'UE, tous les déchets de tous les types de batteries doivent être collectés gratuitement pour les utilisateurs finaux, quelle que soit leur nature, leur composition chimique, leur état, leur marque ou leur origine. Au Royaume-Uni, les producteurs de batteries doivent également payer pour la collecte, le traitement, le recyclage et l'élimination des batteries usagées.

Ecobat est le plus grand recycleur de batteries au monde avec des installations au Royaume-Uni, en Europe continentale et en Amérique du Nord. Elle a bâti son activité sur le recyclage des batteries plomb-acide traditionnelles et travaille désormais avec de nombreux grands fabricants sur le traitement des batteries EV en fin de vie et de seconde vie. Il collecte également ces tubes de minuscules piles usagées que vous voyez dans les supermarchés.

Les volumes de batteries de VE sont encore relativement faibles. Depuis son ouverture en 2021, le centre de diagnostic et de démontage d'Ecobat au Royaume-Uni à Darlaston a traité plus de 5 000 batteries et plus de 10 000 modules classés en performances, mais il s'attend à ce que cela augmente régulièrement.

Lorsqu'une batterie EV n'est pas revendue par un démantèlement, ou si un concessionnaire doit en faire enlever une, Ecobat Solutions récupère la batterie auprès du démantèlement de véhicules à l'aide de boîtes spécialisées chargées sur des camions qui protègent contre «l'emballement thermique» lorsqu'une batterie endommagée peut prendre feu. Ils sont traités avec le même soin – sinon plus – qu'un réservoir d'essence. Normalement, les batteries doivent être transportées à une charge maximale de 30% sauf lorsqu'elles sont des déchets.

Ecobat dispose d'unités dédiées sur site où les batteries critiques haute tension peuvent être stockées puis examinées en toute sécurité et à distance - appelée mise en quarantaine. Les modules de batterie sont examinés pour les défauts ou les dommages et peuvent être déchargés à des niveaux sûrs pour le stockage ou le transport ultérieur. Soigneusement, cette énergie excédentaire aide à alimenter en partie les points de recharge des voitures devant le bâtiment. Chaque batterie est classée pour une réutilisation future.

Le boîtier métallique, les connecteurs, les câbles et les matières premières telles que l'acier, l'aluminium et le plastique sont récupérés pour être recyclés. Le système de refroidissement est supprimé, ce qui laisse les nombreuses cellules lithium-ion individuelles qui sont soit des plaques cylindriques, soit de multiples plaques plates dans des modules individuels. Ceux-ci peuvent être reconstruits en modules ou en batteries et re-certifiés pour une nouvelle utilisation.

La forme la plus courante de deuxième utilisation est la réaffectation à un système de stockage d'énergie dans un cadre domestique ou industriel ou à une ferme solaire. Une batterie qui a terminé, disons 10 ans dans un VE et qui est à 70 ou 80 % de son état de santé peut entrer dans un système de stockage d'énergie car elle ne sera plus soumise à des recharges multiples et demandera à fonctionner sous de lourdes charges soudaines. Une sorte de mise en pâture.

De nombreux constructeurs automobiles ont mis en place des usages spécifiques pour les anciennes batteries de leurs VE. En 2011, la Leaf de Nissan était l'un des tout premiers véhicules électriques produits en série. A Namie, au Japon, une usine dédiée (4R Energy) reprend les batteries et les classe.

Parfois, les composants de la batterie sont comme neufs ; ils obtiennent une note « A » et peuvent être réutilisés dans de nouvelles unités de batterie haute performance pour un nouveau véhicule électrique. Avec un grade « B », les batteries sont suffisamment puissantes pour les machines industrielles telles que les chariots élévateurs et les grands réservoirs d'énergie stationnaires. Dans une maison ou un bâtiment commercial, par exemple, ils peuvent capter le surplus d'électricité généré pendant la journée par des panneaux solaires, puis alimenter le bâtiment pendant la nuit.

Les batteries de qualité « C » peuvent être utilisées dans des unités qui fournissent une alimentation de secours lorsque le réseau électrique tombe en panne, par exemple dans les épiceries qui doivent faire fonctionner leurs réfrigérateurs et leurs lumières même pendant une panne de courant. Les ingénieurs de 4R Energy estiment que les batteries récupérées ont une durée de vie d'environ 10 à 15 ans.

En 2022, Jaguar Land Rover s'est associé à Pramac pour développer une unité de stockage d'énergie portable à zéro émission alimentée par des batteries Jaguar I-Pace de seconde vie provenant de prototypes et de véhicules d'essai d'ingénierie. Chargé à partir de panneaux solaires, l'unité est une solution autonome qui se compose d'un système de batterie relié à un convertisseur bidirectionnel et des systèmes de gestion de contrôle associés.

Le système supérieur a une capacité allant jusqu'à 125 kWh – plus que suffisant, selon JLR, pour recharger complètement un véhicule électrique ou pour alimenter une maison familiale ordinaire pendant une semaine. Les unités sont disponibles à la location commerciale et équipées de connexions de charge de type 2.

À plus grande échelle, les anciennes batteries de véhicules électriques pourraient être utilisées pour alimenter les usines de fabrication et les rues. Finalement, les usines qui produisent les batteries pourraient être alimentées en utilisant les batteries réutilisées.

Lorsqu'une batterie de VE n'est pas viable pour être réutilisée, il y a peu de chances qu'elle soit envoyée à la décharge. Les cellules sont soumises à une première étape de recyclage, essentiellement broyage, tamisage et filtration. Une fois qu'un matériau non métallique est extrait, les restes sont appelés «masse noire» mais contiennent du lithium, du nickel, du manganèse, du cobalt, tous des métaux précieux.

Jusqu'à présent, la masse noire, en termes simples, finissait dans un haut fourneau mais devrait pouvoir être séparée à l'avenir. Par exemple, en Allemagne, Volkswagen a ouvert sa première usine de recyclage de batteries de voitures électriques usagées en 2021 et vise à créer un cycle de matériaux fermé qui non seulement réduira la demande primaire de matières premières du groupe Volkswagen à long terme, mais peut également réduire considérablement la l'empreinte carbone des batteries.

Dans l'usine de Saltzgitter, une entreprise partenaire de l'industrie chimique sépare ensuite la masse noire en ses composants individuels et ceux-ci peuvent être utilisés comme matière première secondaire pour la construction de cathodes de nouvelles batteries - sans aucune perte de qualité par rapport aux nouvelles batteries primaires. matériel.

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