ReLieVe : un procédé innovant pour recycler les batteries lithium-ion des véhicules électriques

La transition énergétique ne se fera pas sans une automobile parfaitement intégrée dans l’économie circulaire. Avec la forte croissance du marché des véhicules électriques, le recyclage des batteries usagées en représente le principal défi. Avec le soutien de deux universitaires, Eramet, BASF et SUEZ se sont associés pour développer un nouveau procédé de recyclage des batteries lithium-ion.

Le projet collaboratif de recherche et d’innovation ReLieVe (pour Recycling of Li-ion batteries for Electric Vehicle) a pour objectif de développer un procédé innovant, de recyclage des batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques. L’idée est aussi de produire ces nouvelles en Europe et de structurer un secteur industriel intégré - de la collecte et du démantèlement des batteries en fin de vie, au recyclage des éléments qu’elles contiennent, et jusqu’à la fabrication de nouveaux matériaux d’électrodes.

ReLieVe a démarré en janvier 2020 et se terminera en décembre 2021. Doté d’un budget de 4,7 millions d’euros - financé à plus de 60% par l’EIT-Raw Materials, un organisme de l’Union européenne - il rassemble un consortium de cinq partenaires dont trois industriels répartis sur l’ensemble de la chaîne de valeur de la batterie. Ceci favorise ainsi une approche efficace et intégrée, chaque entreprise étant en effet leader dans son secteur d’activité et idéalement placée sur cette chaîne de valeur :

  • SUEZ pour la collecte et le démantèlement des batteries en fin de vie,
  • Eramet pour le développement du procédé de recyclage, 
  • BASF pour la fabrication des matériaux actifs de cathodes. 

Le projet bénéficie également du support des équipes de recherche de Chimie ParisTech et de la Norwegian University of Science and Technology.

Le défi : recycler en boucle fermée

Le projet ReLieVe développe à grande échelle un procédé innovant, dit "en boucle fermée", de recyclage des batteries lithium-ion. Contrairement aux procédés plus conventionnels, celui-ci recyclera les métaux en conservant leurs qualités physiques et chimiques pour qu’ils puissent être réutilisés dans la conception d’une nouvelle cathode de batterie lithium-ion. 
D’un point de vue environnemental, le défi est double : d’une part, développer un procédé qui ait l’impact environnemental - et plus particulièrement un impact carbone - le plus faible possible ; et d’autre part, chercher à maximiser le nombre de composants de la batteries lithium-ion à recycler.

Activités réalisées durant le projet

Le projet est découpé en trois axes de travail principaux, interconnectés les uns avec les autres :

  1. Le premier axe consiste à évaluer de manière approfondie la meilleure façon de collecter, démonter, trier et décharger les cellules des batteries lithium-ion. Une évaluation globale de la valeur ajoutée des outils d'automatisation sera aussi réalisée par SUEZ.
  2. Le deuxième axe a pour objectif la mise à l'échelle du processus en boucle fermée pour concevoir une unité de recyclage flexible qui adaptera ses conditions de traitement à la nature de la chimie des batteries lithium-ion traitées et en accord avec les qualités chimiques attendues pour les produits finaux (grâce aux expertises conjuguées d’Eramet et de Chimie ParisTech). Cela passera par un pilotage intelligent basé sur des outils de modélisation qui seront développés avec l’appui de la Norwegian University of Science and Technology.
  3. Enfin le dernier axe concerne la qualification des précurseurs des batteries lithium-ion pour ceux qui existent déjà comme le sulfate de nickel, mais aussi pour de nouveaux produits qui pourraient convenir à la fabrication de cathodes (grâce à BASF).

Comme dans chaque projet financé par l’EIT-Raw Materials, une étude économique sera menée afin de définir le business model le plus optimal pour répondre aux enjeux de l’Union européenne en matière d’économie circulaire.

Consortium

Logos des membres du consortium du projet ReLieVe

Logos EIT Materials