La Chine prévoit de générer 2,5 milliards de batteries lithium-ion en fin de vie à partir d'appareils électroniques portables tels que les smartphones et les ordinateurs portables en 2020, mais très peu sont recyclés. Bien que ces piles soient jetées, les métaux qu'ils contiennent sont toujours précieux.

Une équipe de chercheurs, dirigé par Zhen (Jason) He à l'Université de Washington à St. Louis, développe une méthode pour recycler les matériaux des batteries afin de réutiliser leurs précieux composés. Il, professeur d'énergie, génie environnemental et chimique à la McKelvey School of Engineering, et ses collègues de l'Université Jiao Tong de Shanghai en Chine et de l'Institut polytechnique de Virginie et de l'Université d'État ont mené une étude de faisabilité pour le "remplissage" électrochimique de batteries lithium-ion dans les électrodes usées pour régénérer des composés utiles, tels que l'oxyde de cobalt et de lithium.

Les résultats ont été publiés comme article de couverture supplémentaire dans le numéro du 10 août de ACS Chimie et Ingénierie Durables .

Les batteries lithium-ion usagées contiennent des métaux précieux, comme le lithium, cobalt, nickel, le cuivre, aluminium et fer, ainsi que des matières toxiques telles que l'hexafluorophosphate de lithium et le fluorure de polyvinylidène. Le lithium est une ressource minérale critique avec une réserve limitée, le recyclage du matériau peut donc remédier à la pénurie et minimiser la pollution de l'environnement.

"Comme 95% des matériaux sont toujours là et utilisables, nous voulions voir si nous pouvions régénérer les composés complets d'oxyde de lithium et de cobalt directement au lieu de récupérer des éléments individuels, puis de les assembler pour en faire un composé utile, " Il a dit. "Nous avons utilisé un processus d'électrodéposition où nous avons déposé les ions lithium sur les électrodes de déchets entraînés par l'électricité qui crée le champ électrique pour absorber l'ion sur l'électrode.

« Nous pouvons ajouter une quantité supplémentaire de lithium-ion dans l'électrode de rebut, et vous obtenez une formule complète qui vous permet de réutiliser ces matériaux."

Parce que les piles sont bon marché, il y a peu d'incitation à recycler, donc seulement environ 5% des batteries lithium-ion sont recyclées, Il a dit. Cependant, la récupération et le recyclage d'éléments critiques tels que le lithium joueront un rôle clé dans la durabilité de l'utilisation des ressources par la société, Il a continué. D'autres chercheurs ont essayé diverses méthodes pour recycler les matériaux, y compris extraire les matériaux séparément par des méthodes mécaniques. Mais ces méthodes nécessitent des réactifs supplémentaires et peuvent générer des polluants secondaires.

Fort des résultats positifs de cette étude de faisabilité, Lui et son équipe prévoient de poursuivre leurs efforts pour régénérer les matériaux des batteries lithium-ion et d'étudier leur rentabilité.