Les batteries lithium-ion utilisent différents métaux, tels que le lithium, le nickel, le manganèse, le cobalt et l'aluminium. L'extraction de ces métaux peut être néfaste pour l'environnement. Certains d'entre eux, comme le lithium et le cobalt, ne sont disponibles qu'en quantités limitées. Une utilisation à grande échelle des batteries lithium-ion est donc susceptible d'entraîner une hausse de leurs prix. En outre, ce sont des métaux souvent toxiques qui peuvent contaminer le sol et l'eau souterraine s'ils finissent dans des décharges en fin de vie.

Le recyclage des batteries lithium-ion peut empêcher ces déchets toxiques de finir dans les décharges, tout en offrant davantage de matières premières pour créer une chaîne de valorisation de batterie durable. Mais avant de procéder au recyclage, la composition chimique des batteries doit tout d'abord être évaluée. Pour vous aider à profiter d'options de recyclage commercialement viables, nos solutions basées sur les rayons X peuvent vous aider à obtenir ces informations sur la composition chimique de vos batteries usagées.

Comment puis-je récupérer efficacement les métaux des batteries recyclées ?

Une fois les batteries prétraitées et traitées, les deux principales méthodes de récupération des métaux précieux sont la pyrométallurgie, qui repose sur une chaleur élevée, et l'hydrométallurgie, qui utilise des produits chimiques. Des techniques de recyclage plus efficaces impliquent souvent des approches hybrides associant la pyrométallurgie et l'hydrométallurgie. 

Cependant, atteindre cette étape dans le recyclage des batteries lithium-ion peut être difficile, en partie parce que les batteries lithium-ion ne sont pas toutes identiques. Plus précisément, les matériaux de cathode des batteries lithium-ion sont généralement composés de lithium, ainsi que d'autres métaux tels que le cobalt, le nickel, le manganèse, l'aluminium et le fer. Le cobalt et le nickel sont les matériaux les plus couramment utilisés dans les batteries modernes, mais d'autres compositions sont également utilisées fréquemment.
 
Cette composition chimique variable signifie qu'il y a souvent un contrôle limité sur les types de batteries entrant dans le recyclage des batteries lithium-ion. Par conséquent, tout procédé de prétraitement pour le recyclage des batteries doit inclure une évaluation de la composition chimique des batteries entrantes. Ceci est également important pour évaluer avec précision et classer les batteries entrantes. Nos solutions basées sur les rayons X peuvent vous aider dans ce procédé, avec une composition chimique et une analyse de phase cristalline.

Composition chimique : la fluorescence X (XRF) est une alternative à la spectroscopie par plasma à couplage inductif (ICP). Elle peut analyser les changements de composition chimique et les impuretés dans les matériaux d'anode et de cathode, de seulement quelques ppm à 100 %.

En effet, pour les éléments majeurs à faible pourcentage, la fluorescence X offre un moyen plus simple et plus précis de mesurer la composition élémentaire que l'ICP, car elle ne nécessite pas de dilution d'échantillon ou de digestion acide. De nombreuses grandes entreprises de batteries utilisent nos spectromètres de paillasse XRF E4 ou Zetium WD XRF pour analyser leurs matériaux de cathode et précurseur. 

Graphique du recyclage des batteries.png

Fig.1 : une analyse type des échantillons de batterie sur notre Epsilon 4 XRF, de 0 à 100 % de manganèse dans les échantillons LFMP. Le système Omnian sans étalon ne nécessite pas d'étalonnage et donne des résultats précis à partir d'un criblage rapide.   

Phase cristalline : le procédé de prétraitement du recyclage des batteries peut également être affecté par la phase cristalline des matériaux des batteries. Et en matière d'analyse de phase cristalline, la diffraction des rayons X est la technique de choix. En particulier, Aeris, notre diffractomètre à rayons X compact, est un instrument simple d'utilisation, doté d'une qualité de données exceptionnelle. Il peut être utilisé pour analyser avec précision la composition de la phase cristalline dans les matériaux de batteries.

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