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Les start-ups technologiques s’efforcent de rendre le recyclage des batteries de véhicules électriques plus propre et plus économique, les investisseurs investissant des milliards de dollars dans les installations de recyclage du monde entier pour se préparer à une augmentation du nombre de packs jetés et à des réglementations exigeant un contenu recyclé minimum dans les nouvelles batteries de véhicules électriques.
Alors que le premier lot de voitures électriques approche la fin de sa durée de vie d’environ 10 ans, les méthodes traditionnelles de recyclage des batteries lithium-ion qui alimentent les véhicules électriques sont très gourmandes en énergie et impliquent de brûler les batteries usagées à plus de 1 400 °C.
Un groupe de start-ups, dont GRST de Hong Kong et OnTo Technology, basée dans l’Oregon, ainsi que de plus grandes entreprises telles que le géant allemand de la chimie BASF, travaillent sur une technologie à base d’eau considérée comme une alternative commercialement viable et respectueuse de l’environnement.
« Les batteries lithium-ion n’ont pas été développées pour le recyclage. Les packs des voitures électriques sont un cauchemar », a déclaré Wojciech Mrozik, expert en recyclage des batteries à l’Université de Newcastle. « Ils ne sont pas unifiés et contiennent des mousses et de la colle, qui nécessitent un énorme travail manuel pour être séparés. »
Les liants à base d’eau sont « l’avenir », a-t-il déclaré, ajoutant qu’ils étaient « moins agressifs pour l’environnement » que leurs homologues chimiques et nécessitaient « des méthodes moins agressives pour récupérer les métaux ».
L’investissement mondial dans les start-ups liées aux batteries cette année – qui a atteint 9,2 milliards de dollars en septembre, selon les données de Crunchbase – devrait dépasser les deux années précédentes, défiant un ralentissement plus large des investissements technologiques. Les start-up liées aux batteries ont collecté collectivement 7,8 milliards de dollars en 2022, contre 12 milliards de dollars en 2021.
La plupart des batteries lithium-ion utilisent des produits chimiques toxiques pour lier les métaux aux électrodes. La méthode de recyclage typique consiste à fondre les piles usagées ou à les dissoudre dans des produits chimiques agressifs pour éliminer le liant et récupérer les métaux tels que le cobalt, le nickel et le cuivre sous forme d’alliage métallique.
Dans le cadre du processus développé par GRST de Hong Kong, soutenu par le fondateur du fabricant de puces taïwanais Realtek Semiconductor et le géant de l’habillement hongkongais TAL Apparel, les batteries usagées peuvent être dissoutes dans l’eau pour obtenir ce que l’on appelle la masse noire des métaux précieux qui composent les cathodes et les anodes.
GRST, lauréat cette année du prix Earthshot pour les innovations visant à relever les défis climatiques, espère lever 50 millions de dollars au cours des deux prochaines années pour augmenter la production de l’usine de batteries dont elle est copropriétaire dans la province du Zhejiang. À long terme, GRST espère louer sa technologie de liant et de recyclage à base d’eau à d’autres fabricants de batteries.
Les tentatives précédentes de commercialisation de liants à base d’eau ont échoué en raison des mauvaises performances des batteries. « Dans le passé, les solvants à base d’eau n’étaient pas aussi stables que les solvants chimiques », a déclaré Justin Hung, cofondateur de GRST.
Des études ont montré que les liants à base d’eau peuvent provoquer de la corrosion, mais Hung a déclaré que GRST avait surmonté ce problème. Ses batteries fonctionnent bien en termes de densité énergétique, de sécurité et de durabilité par rapport à leurs homologues à base de produits chimiques, selon ses propres tests clients.
OnTo Technology, une start-up de recyclage de l’Oregon, a commencé les tests commerciaux d’un liant à base d’eau développé par des scientifiques du Lawrence Berkeley National Laboratory. BASF a investi cette année dans la production de liants à base d’eau dans deux de ses usines en Chine.
Les experts ont déclaré que les faibles taux de recyclage – moins de 5 % des batteries lithium-ion usagées sont recyclées aux États-Unis – étaient le résultat d’un manque d’investissement et de réglementation. La plupart des batteries lithium-ion sont envoyées vers des installations de gestion des déchets ou des décharges, où les produits chimiques toxiques contenus dans le liant peuvent provoquer des incendies ou des fuites dans les systèmes d’eau.
« Jusqu’à présent, le recyclage n’a pas été une priorité absolue pour l’industrie. La technologie existante pour recycler les batteries lithium-ion n’est pas opérationnelle à grande échelle », a déclaré Sarah Montgomery, co-fondatrice et directrice générale d’Infyos, une société de technologie de chaîne d’approvisionnement en batteries.
Mais le vent commençait à changer, a-t-elle déclaré, soulignant les changements réglementaires menés par l’Union européenne pour augmenter les taux de recyclage des batteries et rendre le processus plus durable.
En juillet, le Conseil européen a adopté le « passeport batterie », qui introduira un niveau minimum obligatoire de matériaux recyclés pour les batteries électriques et industrielles d’ici 2031.
Ces changements surviennent alors que la demande de batteries augmente parallèlement à l’utilisation croissante des véhicules électriques. Les analystes de McKinsey prévoient que la valeur de l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement des batteries lithium-ion augmentera chaque année de 30 % à partir de 2022 pour atteindre plus de 400 milliards de dollars d’ici la fin de la décennie.
Les analystes ont déclaré que des entreprises telles que GRST pourraient bénéficier de l’inquiétude des capitales occidentales concernant la domination de la Chine dans la chaîne d’approvisionnement des véhicules électriques. Plus des trois quarts des batteries lithium-ion mondiales proviennent de Chine, principalement fabriquées par CATL et BYD.
« L’Europe en particulier est fortement dépendante de la Chine. Il existe une forte volonté de devenir plus autosuffisant en construisant une chaîne d’approvisionnement circulaire, passant de la dépendance aux matières premières extraites du sol à la réutilisation des batteries usagées », a déclaré Montgomery. « Une vague de réglementations est en train d’arriver qui incitera l’industrie du recyclage à se développer. »