LIBREC Lithium-Ion Battery Recycling

Dans le cadre de ce projet, le procédé de recyclage des batteries lithium-ion usagées LithoRec II est optimisé afin d’atteindre un taux de récupération des matériaux supérieur à 90 %.

Fiche signalétique

  • Département responsable Technique et informatique
  • Institut Intelligente industrielle Systeme (I3S)
  • Unité de recherche I3S / Prozessoptimierung in der Fertigung
  • Organisation d'encouragement Innosuisse
  • Durée (prévue) 01.11.2021 - 01.11.2023
  • Responsable du projet Prof. Dr. Axel Fuerst
  • Direction du projet Prof. Dr. Axel Fuerst
  • Partenaire EMPA Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt
    Switzerland Innovation Park Biel-Bienne
    LIBREC AG
  • Mots-clés Batteries au lithium-ion; recyclage; économie circulaire; e-mobilité

Situation

En Europe, l’e-mobilité est en plein essor, mais la question du recyclage des batteries d’entrainement, tant sur le plan technique qu’économique, n’a pas encore été résolue. D’ici 2030, la quantité de batteries importées chaque année en Suisse dépassera 60 000 tonnes. Les défis scientifiques et technologiques qui se posent en la matière relèvent d’une amélioration technique qui permettrait d’atteindre l’efficacité nécessaire ainsi que le taux de récupération des matériaux exigé, soit 90 %.

Approche

Le projet LIBREC, financé par Innosuisse, a été lancé le 2 novembre 2021 pour une durée de 24 mois. Pour ce projet, la Haute école spécialisée bernoise bénéficie par ailleurs du concours à la fois du Switzerland Innovation Park Biel/Bienne SIPBB et du laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche (Empa). Le partenaire chargé de la mise en œuvre est la société LIBREC AG, fondée à cet effet, qui ouvrira et exploitera l’usine de recyclage dans un avenir proche. La BFH est responsable du développement des procédés de récupération de l’électrolyte et du graphite. À cet effet, des installations au moyen desquelles des essais expérimentaux sont réalisés sont mises en place dans le laboratoire de la BFH ainsi que sur le site d’un prestataire tiers. Également du ressort de la BFH : la simulation, sur la base de laquelle elle optimise les processus de la future usine de recyclage. L’Empa effectue l’ACV. Elle utilise pour cela les données issues de la simulation. Le SIPBB est responsable du développement des procédures de caractérisation, de décharge et de démontage des batteries.

Résultat

Le projet LIBREC vise à perfectionner sensiblement les processus de valorisation des batteries lithium-ion. Ce travail portera sur les étapes suivantes du processus : • Caractérisation, décharge et démontage des batteries à l’aide d’algorithmes, de l’automatisation partielle, en application des principes « lean ». L’objectif est de réduire les couts inhérents à cette étape et ainsi de rentabiliser l’exploitation de l’usine de recyclage. • L’électrolyte liquide représente un défi majeur pour le recyclage : en plus d’être composé de substances inflammables et nocives pour la santé, il complexifie la séparation des différents composants. Il convient donc de procéder en toute sécurité à l’évaporation et à la condensation des solvants contenus dans l’électrolyte, puis à leur décomposition. • Le graphite est aujourd’hui soit incinéré, soit utilisé comme agent réducteur dans la métallurgie. L’élimination du liant doit permettre de séparer le graphite des matériaux actifs cathodiques et de le récupérer sous forme de fraction matérielle. Le projet vise non seulement à améliorer les processus de recyclage, mais aussi à effectuer une simulation de l’usine de recyclage incluant une analyse subséquente du cycle de vie (ACV). Cette simulation a pour but d’estimer les couts d’exploitation de l’usine et d’en optimiser les processus. L’ACV, quant à elle, compare l’impact environnemental du matériau recyclé avec celui du matériau primaire.