Comment recycle-t-on les batteries lithium-ion?

Les batteries lithium-ion renferment plusieurs métaux de grande valeur, qui sont déjà recyclés. En attendant les gros volumes, l’industrie se met en place.

La première usine québécoise spécialisée a vu le jour en 2024 à Saint-Bruno.

Depuis son ouverture, Lithion Technologies a déjà reçu 1000 tonnes de batteries lithium-ion, qu’elle broie pour obtenir un concentré de minéraux critiques : lithium, nickel, cobalt, manganèse et graphite.

Simple en théorie, délicat en pratique : dans une cellule de batterie, ces minéraux stratégiques sont collés en fines couches sur de minces feuillards d’aluminium (pour la cathode) et de cuivre (pour l’anode). « Ceux-ci sont beaucoup plus fins que le papier d’aluminium de cuisine, alors ils sont extrêmement fragiles et friables », indique le président de Lithion Technologies, Benoît Couture. On parvient néanmoins à séparer les diverses composantes.

L’acier, le plastique léger, le plastique lourd, le cuivre et l’aluminium sont envoyés aux recycleurs. Quant au précieux broyat noir, concentré en minéraux critiques, il est pour le moment revalorisé par des fonderies de nickel en Amérique du Nord ou des raffineries en Asie. Mais le lithium est perdu au cours de ces procédés dits pyrométallurgiques. C’est pourquoi Lithion ouvrira bientôt une nouvelle usine, qui réalisera la deuxième étape : la séparation et la purification des minéraux critiques par hydrométallurgie, incluant le lithium.

Le broyat sera plongé dans un acide afin de dissoudre les minéraux. Puis, on ajoutera peu à peu des substances basiques. En faisant varier le pH, elles feront se déposer les métaux un à la fois sous forme de sels.

Le procédé mis au point et breveté par Lithion permet de récupérer 95 % des minéraux critiques. Et de produire des métaux purs à 99,995 %, soit au-delà du degré de pureté exigé par les fabricants – le fameux « grade batterie ». « Quand les fabricants achètent notre produit, les batteries qu’ils font avec sont aussi bonnes que si elles avaient été faites avec des matériaux vierges », affirme Benoît Couture.

 

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Une industrie appelée à croître

Pour le moment, Lithion reçoit assez peu de batteries en fin de vie, pour la simple et bonne raison que les véhicules électriques sont encore trop récents. L’usine de Saint-Bruno broie donc surtout des batteries provenant de rappels, ainsi que des déchets ou des produits non conformes issus de la production de batteries neuves. « On ne considère pas que c’est un déchet qu’on traite, mais un minerai de grande valeur qu’on exploite », dit-il.

À l’échelle mondiale, les batteries de véhicules usagées ne deviendront pas une source majeure de matériaux avant les années 2030. D’autant que bien des batteries durent plus longtemps que prévu, surtout les batteries de type LFP (lithium-fer-phosphate). « On estime qu’elles pourront effectuer 5000 cycles de recharge-décharge. À 300 kilomètres par charge, ça ferait 1,5 million de kilomètres parcourus… Je ne sais pas si j’ai déjà conduit ça dans ma vie! » illustre Denis Geoffroy, chef de la commercialisation chez Nano One, un fabricant de matériaux de cathodes.

On considère qu’une batterie de véhicule électrique a atteint l’âge de la retraite lorsqu’elle ne possède plus que 80 % de sa capacité initiale. Mais une batterie « retraitée » peut encore servir dans le stockage d’énergie à grande échelle. Par exemple, un parc éolien du Texas a installé l’an dernier 27 conteneurs remplis de batteries usagées provenant de véhicules électriques. Il pourra ainsi accumuler jusqu’à 53 MWh d’électricité pour répondre à la demande lorsque le vent ne soufflera pas.

Un circuit de recyclage efficace réduira le besoin de nouvelles mines. Il constituera une source locale de minéraux critiques. L’Europe a déjà mis en place des règlements obligeant les batteries neuves à contenir un certain pourcentage de métaux recyclés, ce qui devrait soutenir l’industrie du recyclage.

Ce n’est pas le cas au Québec pour le moment, mais, compte tenu du poids et du volume des batteries installées dans un véhicule électrique, il y a peu de risques que celles-ci soient simplement abandonnées dans l’environnement, selon Benoît Couture. « Ce n’est pas comme la batterie acide-plomb que tu changes toi-même dans ton garage… Ça pèse 500 ou 600 kilos! Il n’y a personne qui va mettre ça sur le bord de la rue. » Un programme de récupération des batteries de véhicules électriques géré par l’industrie automobile existe au Québec depuis 2023.