Des chercheurs japonais ont développé une technique qui promet de révolutionner le recyclage des batteries lithium-ion, en augmentant leur durée de vie utile jusqu’à 80 % de leur capacité d’origine une fois qu’elles ont été considérées comme complètement épuisées.
Rappelons que la demande pour ces appareils qui stockent l’énergie est en plein essor en raison de sa large application en électronique et véhicules électriquesla recherche de méthodes efficaces et durables pour régénérer les batteries usagées a donc pris une importance cruciale.
En fait, cette avancée publiée dans la revue scientifique Joule représente une étape importante dans la lutte contre les problèmes environnementaux et économiques associés à une élimination prématurée de la batterie.
L’équipe dirigée par Nobuhiro Ogihara, des Laboratoires centraux de R&D de Toyota Inc., était chargée de développer ce procédé de régénération des batteries. en injectant un réactif de récupération.
Il s’agit d’un traitement chimique à base de naphtaléniure de lithium, une substance qui, après avoir été testée dans différentes compositions et concentrations, démontré sa capacité à restaurer la capacité de stockage des batteries.
“L’efficacité du système a été vérifiée non seulement avec de petites batteries destinées à une utilisation en laboratoire, mais aussi avec de grosses batteries pour une utilisation automobile», a déclaré Ogihara, soulignant la polyvalence de la technique développée.
Cette méthode promet non seulement de récupérer la capacité des batteries sans détérioration au fil des cycles, mais représentent également le chemin le plus court pour la régénération de la batterie, offrant de nouvelles options pour les systèmes de batteries circulaires.
Cette proposition visant à régénérer les batteries en injectant des réactifs récupérés qui répondent directement à la perte d’ions porteurs, vise éviter de passer par les procédures conventionnelles de recyclage et de refabricationce qui réduit considérablement la consommation d’énergie et l’impact environnemental.
Traditionnellement, le recyclage des batteries Li-ion implique le démontage et la séparation des batteries usagées, suivi d’une valorisation matière par des méthodes hydro ou pyrométallurgiques, pour enfin resynthétiser les matériaux d’électrode. En revanche, la nouvelle proposition simplifie ces étapes en récupérant les batteries via un processus unique.
La recherche met également en évidence l’utilisation d’aréniures de lithium (Li-aréniures) comme réactifs de récupération, dont le potentiel de réaction est ajusté par l’effet de la constante diélectrique de solvatation, empêchant la dégradation des composants critiques de la batterie tels que l’anode en graphite.
Rappelons que l’un des aspects critiques de la détérioration de la capacité des batteries Li-ion longue durée est la perte d’ions porteurs, souvent exacerbée par des conditions de température extrêmes et une consommation irréversible d’ions Li+ due à la formation d’une interface solide-électrolyte (SEI) au niveau de l’anode.
“Qui sait si dans dix ans nos téléphones portables disposeront de batteries de ce type qui fonctionnent à la perfection absolue”, commentent-ils chez Toyota, reflétant un optimisme prudent quant à l’impact à long terme de cette recherche. ETL’équipe a déjà déposé une demande de brevet pour sa méthode innovante et a reçu le soutien d’entreprises privées et d’entités publiques, notamment de l’Advanced Research Projects Agency-Energy des États-Unis.
Cependant, les scientifiques reconnaissent les limites de leur technique, ce qui ne s’applique pas aux batteries endommagées en raison de défauts structurels. Cela suggère qu’il ne s’agit pas d’une solution universelle et que les compositions et les concentrations des réactifs utilisés devraient continuer à être étudiées davantage pour permettre une récupération plus complète.
Parallèlement à cette découverte, un groupe de chercheurs de l’Université Cornell découvert le potentiel de l’indium, un métal moupour créer des batteries qui ne compromettent pas la capacité de stockage pour la vitesse de charge.
Bien qu’il présente des défis en raison de son poids, l’équipe de Cornell continue à la recherche d’alternatives plus légères offrant des fonctionnalités similairesce qui pourrait signifier une avancée complémentaire dans le développement de technologies de batteries plus efficaces et plus durables.
