Les batteries lithium-ion (Li-ion) sont de plus en plus populaires dans le contexte du développement durable et de l’efficacité énergétique.
Selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), il y a actuellement environ 140 millions de véhicules électriques dans le monde.
En France, l’électrification des moyens de transport est une priorité pour réduire les émissions de carbone.
De plus, la demande en batteries Li-ion augmente avec la prolifération des objets connectés.
Or comme toute batterie, les batteries au lithium deviennent elles aussi obsolètes après plusieurs (de nombreux) cycles de charge et de décharge. S’agissant d’un marché en forte croissance, il est impératif de mettre en place une filière de recyclage performante et réglementée.
Un marché réglementé pour la protection de notre environnement
Les batteries Li-ion usagées doivent être recyclées en vertu de la directive européenne 2006/66/CE également connue sous le nom de Directive sur les piles et accumulateurs.
Les constructeurs automobiles sont les premiers visés par la réglementation et ils doivent mettre en place des filières de recyclage pour les batteries au lithium de leurs véhicules électriques. Mais ils ne sont pas les seuls ! Tout producteur de batteries ou metteur sur le marché doit aussi appliquer la directive.
Voici les principales lignes directrices de cette directive :
Objectif principal : La directive vise à minimiser l'impact environnemental des piles et accumulateurs en réglementant leur mise sur le marché, leur collecte, leur recyclage et leur élimination, tout en promouvant le développement de technologies plus respectueuses de l'environnement.
Mise sur le marché : La directive établit des règles pour la mise sur le marché des piles et accumulateurs, en fixant des limites sur la présence de certaines substances dangereuses, telles que le mercure et le cadmium, dans ces produits.
Étiquetage : Les piles et accumulateurs doivent être étiquetés de manière à informer les consommateurs sur leur composition, leur recyclabilité et leur impact environnemental.
Collecte sélective : Les États membres doivent mettre en place des systèmes de collecte sélective des piles et accumulateurs usagés afin de les récupérer pour recyclage ou élimination appropriée.
Objectifs de collecte et de recyclage : La directive fixe des objectifs minimaux de collecte et de recyclage des piles et accumulateurs. Les États membres doivent veiller à ce que ces objectifs soient atteints.
Responsabilité élargie des producteurs : Les fabricants, importateurs et distributeurs de piles et accumulateurs sont tenus de prendre en charge la gestion des piles et accumulateurs usagés et de contribuer financièrement à leur collecte, leur recyclage et leur élimination.
Interdiction de l'élimination des piles et accumulateurs usagés : Il est interdit d'éliminer les piles et accumulateurs usagés avec les déchets ménagers non triés. Ils doivent être collectés de manière séparée pour un traitement approprié.
Promotion de la recherche et de l'innovation : La directive encourage la recherche et le développement de technologies de piles et accumulateurs plus respectueuses de l'environnement.
Rapports et surveillance : Les États membres sont tenus de soumettre des rapports réguliers sur la mise en œuvre de la directive à la Commission européenne.
Il convient de noter que la directive a été modifiée à plusieurs reprises depuis son adoption en 2006 pour tenir compte des évolutions technologiques et des objectifs environnementaux.
Les États membres de l'Union européenne sont responsables de la transposition de la directive dans leur législation nationale et de sa mise en œuvre effective. Par conséquent, les détails de mise en œuvre peuvent varier d'un pays à l'autre.
Le recyclage de batteries : à chacun son style !
Le prix élevé du cobalt, qui représente 25 % du coût de la batterie, a conduit à la spécialisation d'entreprises dans le recyclage des batteries Li-ion.
Les entreprises rivalisent d'ingéniosité pour développer des technologies de pointe dans le domaine du recyclage des batteries.
De la transformation mécanique à l'hydrométallurgie en passant par la pyrométallurgie, les procédés sont variés et offrent des résultats impressionnants.
Imaginez, grâce à la pyrométallurgie, certaines entreprises parviennent à fondre des modules entiers à des températures atteignant 1450°C, permettant ainsi un traitement massif. Cependant, cette méthode ne récupère ni les électrolytes ni le plastique.
À l'opposé, l'hydrométallurgie, encore peu utilisée, offre une solution plus écologique en recyclant les matériaux plastiques, les sels de lithium et même les solvants.
Le marché mondial du recyclage des batteries Li-ion a été évalué à 1,6 milliard d'euros en 2020 et devrait atteindre 6 milliards d'euros d'ici 2028 : l’avenir est devant nous*.
*Réf : « Un examen critique des processus de recyclage des batteries lithium-ion dans une perspective d'économie circulaire » par Omar Velázquez-Martíne
Recycling lithium-ion batteries: a booming sector
Lithium-ion (Li-ion) batteries are becoming increasingly popular in the context of sustainable development and energy efficiency.
According to the International Energy Agency (IEA), there are currently around 140 million electric vehicles in the world.
In France, the electrification of transport is a priority for reducing carbon emissions. What’s more, demand for Li-ion batteries is growing with the proliferation of connected objects. But like all batteries, lithium batteries also become obsolete after several (many) charge and discharge cycles. As this is a fast-growing market, it is vital to set up an efficient, regulated recycling system.
A regulated market to protect our environment
Used Li-ion batteries must be recycled under European Directive 2006/66/EC, also known as the Batteries Directive.
Car manufacturers are the first to be affected by the regulations, and they must set up recycling channels for the lithium batteries in their electric vehicles. But they are not alone! All battery producers and marketers must also apply the directive.
It should be noted that the directive has been amended several times since it was adopted in 2006 to take account of technological developments and environmental objectives. EU Member States are responsible for transposing the Directive into their national legislation and ensuring that it is effectively implemented. As a result, implementation details may vary from country to country.
Battery recycling: to each his own !
The high price of cobalt, which accounts for 25% of the cost of a battery, has led to companies specialising in Li-ion battery recycling.
Companies are vying with each other to develop cutting-edge battery recycling technologies.
From mechanical transformation to hydrometallurgy and pyrometallurgy, the processes are varied and offer impressive results.
Just imagine, thanks to pyrometallurgy, some companies are able to melt entire modules at temperatures of up to 1,450°C, enabling them to be processed on a massive scale. However, this method recovers neither the electrolytes nor the plastic.
In contrast, hydrometallurgy, which is still little used, offers a more environmentally-friendly solution by recycling plastic materials, lithium salts and even solvents.
The global Li-ion battery recycling market was valued at €1.6 billion in 2020 and is expected to reach €6 billion by 2028: the future lies ahead of us*.
*Ref: “A critical review of lithium-ion battery recycling processes from a circular economy perspective” by Omar Velázquez-Martíne.