Les batteries Lithium-ion jouent un rôle important dans le climat et l’écologie alors que leurs productions ne cessent d’augmenter. En parallèle, leur recyclage est de plus en plus important en raison de l’économie circulaire, de la sécurité tout le long du cycle de vie et de l’impact environnemental. De plus, l’union Européenne oblige l’utilisation des matériaux recyclés.
La plus grande difficulté dans le recyclage est d’ouvrir les batteries lithium-ion en toute sécurité car les matériaux contenus à l’intérieur sont très actifs et sensibles.
Une batterie brûlée peut encore être dangereuse et provoquer un incendie dans un second temps (a). Il faudra un processus long et très protocolé pour permettre de rendre la batterie inerte (b). Cette partie sera abordée dans un second temps.
Nos études démontrent que la meilleure forme de recyclage est celle dans laquelle nous intervenons depuis presque 10 ans en Chine chez Pro Lithium Shenzhen et l’accompagnement des entreprises par du préventif, des équipements adaptés aux besoins et les protocoles / mode opératoires.
Ce schéma ci-dessous montre de quelle manière les batteries lithium doivent être orientées pour une meilleure gestion et éviter les risques.
Revenons sur la première partie du recyclage et l’ouverture de la batterie en Europe ou la pyrométallurgie est principalement utilisée. Le procédé est sûr mais il consomme une grande quantité d’énergie pour être à température élevée. En outre le four doit être une grande échelle avec une récupération et un traitement des gaz émis par échappement lors du traitement (fluorure d’hydrogène en exemple). Rappelons que les batteries Lithium ne sont pas des bombes mais les accidents sont souvent liés par l’air et le gaz produit par une surchauffe locale pendant la comminution où l’hydrogène généré par la réaction entre l’eau et l’électrode négative ou l’aluminium. Il est de ce fait important d’éviter le mélange de l’oxygène et l’hydrogène, ni les gaz organiques concentrés.
Une comminution dans l’eau ou l’eau pulvérisée permet de désactiver l’électrode négative et de diluer l’électrolyte organique. Notons que la solution aqueuse fonctionne comme un dissipateur thermique.
En solution non immergée :
En résumé deux méthodes sont essentiellement utilisées soit par pyrométallurgie ou par immersion dans une solution (eau salée, sulfate, eau de chaux etc…). Chaque solution a des avantages comme des inconvénients: pour la pyrométallurgie des coûts énergétiques considérables et des effets de pollution guère négligeable et pour l’immersion dans une solution une complexité plus importante pour le traitement.
Le meilleur moyen de respecter l’écologie est d’éviter les risques et de travailler dans une chaine d’activité dite responsable.
Dans la seconde partie, nous allons aborder les solutions que proposent Pro Lithium aux différentes étapes de la Supply Chain.
A présent parlons de préventif et de chaines logistiques à résultat convaincant pour l’avenir de la batterie Lithium
1- Production des Cellules Lithium
La production des cellules Lithium devrait être une priorité avant même de parler de ligne d’assemblage de batteries car le coût de production de la cellule définit le prix marché Kw de la batterie Lithium et sécurise l’ensemble de la chaine logistique. Produire des cellules permet d’avoir un prix marché stable, de garantir la fiabilité des cellules et de progresser dans l’innovation en gardant la maitrise du marché de la batterie Lithium. Pro Lithium basé en France et en chine au cœur du marché s’inquiète de voir que des projets basés autour du recyclage ou de l’assemblage de batteries.
2-Assemblage de modules
Les modules répondent aux exigences des industriels les utilisant pour l’assemblage de leurs batteries et il n’existe à ce jour pas vraiment de standard dans les tensions nominales utilisées. De notre expérience en réparant les batteries Lithium dans l’automobile certaines marques de cellules comme LG Chem sont beaucoup plus présentes dans les véhicules (cellules prismatique NMC) et il est beaucoup plus facile d’y accéder en démontant la batterie.
En point critique les faisceaux électriques utilisés pour la gestion des modules par BMS sont presque tout le temps différents sans parler de tension et d’ampérage jamais identique dans un véhicule d’un module provenant d’un constructeur à un autre.
Si les constructeurs arrivaient à standardiser leurs faisceaux électriques et le voltage et ampérage des modules cela faciliterait l’ensemble de la chaine.
3- Assemblage des batteries
Pour les batteries Lithium destinées aux véhicules, nous avons relevé depuis plusieurs années que les batteries sur lesquelles nous sommes intervenus proviennent essentiellement d’Europe de l’est (Autriche, Pologne).
De nouvelles usines se mettent en place dans d’autres pays comme la France pour réaliser l’assemblage, nous restons cependant en question très interrogatif sur le prix KW de la cellule pratiqué si celle ci proviennent d’un autre continent ?!
4-Maintenance et remplacement des batteries Lithium
De notre expérience de plus de 10 ans en chine physiquement et par notre structure Pro Lithium pas très loin de l’ usine BYD constructeur automobile, il serait difficile de ne pas se rendre compte de la maitrise général de leurs Supply Chain. Produisant leurs propres cellules pour leurs véhicules, ils maitrisent l’ensemble de la chaine de réparation et même plus loin. Les batteries sont de plus en plus standardisées au point où Tesla en chine utilise des cellules BYD.
Pour revenir aux batteries Lithium sur les véhicules électriques en Europe, nous les réparons assez facilement avec notre équipement et sommes capables en 2 jours généralement de redonner une seconde vie à son utilisateur nous ayant retourné la batterie. Il existe à ce jour trop peu de points de réparations en France alors que nous souhaiterions accompagner afin de ne pas imaginer de suite à recycler mais plutôt de chercher à réparer.
Un équipement adapté permet de revitaliser une batterie de voiture en intervenant dessus et en la réparant. Nous accompagnons les professionnels sur l’ensemble de ces services: conception, développement d’équipement et formation sur l’utilisation de sces machines.
Pro Lithium propose ses solutions aux professionnels des batteries Lithium et à ceux qui souhaiteraient le devenir.
5- Traitement Logistique
La logistique des batteries Lithium n’est pas simple et nous vous conseillons de lire la réglementation en vigueur sur notre site internet ici.
Nous proposons des solutions qui se marient à la réglementation, aux directives et à la conformité de Union Européenne
6 Tests batteries pour Reconditionnement et réutilisation
Malgré ce que nous entendons souvent la seconde vie d’une batterie est quelque chose de difficile à standardiser et pourtant il le faudrait afin de faciliter ce marché qui permet de réduire considérablement le recyclage très polluant et consommateur d’énergie abordé dans la première partie « pyrométallurgie ».
Pour donner une seconde vie à une batterie généralement il faut connecter un nouveau BMS ou BMU + CMU si nous partons de plusieurs modules. Le BMS ou BMU/CMU doivent être programmé pour la nouvelle utilisation que les modules vont faire en prenant toutes les caractéristiques des cellules à l’intérieur des modules (en faisant simple la tension, l’ampérage les limites de charges et décharges vont être pris en compte puis intégrés dans le paramétrage du BMS ou BMU/CMU.
Si le langage devient trop technique voir aussi l’article « nomenclature » disponible ici.
Pour donner une seconde à une batterie plusieurs opérations sont indispensables comme :
- Tests des cellules
-Équilibrage des cellules
-Paramétrage du BMS ou BMU/CMU en fonction des cellules et de l’utilisation de la batterie le bms sera différent.
-Assemblage de la batterie
7 Recyclage des batteries en fin de vie et ne pouvant être utilisées.
Cette branche est la dernière de l’ensemble de la Supply Chaine et non la seconde après l’assemblage de la batterie. Il est important de distinguer les états physiques, chimiques et exploitables de la batterie pour faire confirmer le recyclage des batteries d’après leur classification.
Nous pouvons classer une batterie lithium d’après différents critères :
- Dangerosité
- SOH de la batterie
- Type de cellules voir la rubrique ici
Voir ici l’ensemble des solutions que propose Pro Lithium
4-Maintenance et remplacement des batteries Lithium
Pro Lithium conçoit des équipements électroniques dédiés aux diagnostiques des batteries et à leurs réutilisations. Nous développons des équipements permettant la réutilisation de modules sans devoir se soucier de leurs tensions et ampérages. Nous accompagnons les professionnels dans les paramétrages les utilisations et les équipements pour la réalisation de batteries stationnaires.
5- Traitement Logistique
Nous avons développé un équipement permettant de surveiller et de déclencher des mécanismes de ralentissement d’incendie ou même d’arrêt dans le cas où cela se produirait. Voir l’article ici
6 Tests batteries pour Reconditionnement et réutilisation
Pro Lithium a développé un équipement permettant d’utiliser n’importe quelle batterie et module provenant d’un véhicule dans du stationnaire sans devoir s’occuper des tensions et limites charges et décharges.
Pro Lithium a développé du matériel innovant permettant de réutiliser des cellules issues de recyclage dans un nouveau produit voir ici.
7 Recyclage des batteries en fin de secondes et ne pouvant être utilisées.
Pro Lithium propose depuis 2 ans une ligne permettant la séparation des matières en vue de réduire les risques d’incendies dans la logistique et afin de valoriser la matière. Cette ligne est composée d’un équipement pour réduire la tension en dessous de 0.3V avant la séparation de matière, d’une station de traitement de l’air et de plusieurs broyeurs séparant les matières.
En conclusion
Nos services sont liés à la valorisation des batteries après l’assemblage et durant sa seconde vie en les intégrant dans des nouvelles fonctions par des équipements que nous avons et que nous développons depuis plusieurs années.
Les sociétés intéressées pour investir dans une activité d’avenir pour la batterie lithium peuvent nous envoyer un e-mail en cliquant ici
Pour des prestations, de la formation, des besoins d’équipement dans toutes les choses citées cliquer ici
Nous intervenons pour valoriser la seconde vie, le recyclage et la réparation avec nos équipements et nos savoir faire.