La fabrication de batterie en lithium : le choix d’une technologie d’avenir
La batterie est devenue courante dans notre quotidien. Smartphones, appareils ou véhicules électriques, les batteries sont partout. Il existe de nombreuses catégories de batteries d’accumulateurs rechargeables : batteries au nickel-cadmium (NiCd), au nickel hydrure métallique (NiMH), au plomb, au lithium. Les batteries en lithium sont promises à un bel avenir si on considère leurs avantages : légèreté, petite taille, durée de vie, gros potentiel de progrès concernant la réduction des coûts. C’est cette technologie qu’utilise la société batteries-prod
Plusieurs technologies d’accumulateur lithium-ion existent avec des utilisations qui leur son propre Pour fabriquer une batterie, il convient d’assembler plusieurs accumulateurs électriques ou cellules électrochimique. Reliées les unes aux autres, ces cellules créent un générateur électrique.
Un fabricant de batterie en lithium va utiliser plusieurs matériaux : le lithium bien entendu mais aussi le cobalt, le manganèse, le graphite et le nickel. Compte tenu de leur rareté, l’approvisionnement en métaux demeure une question sensible. Ainsi, la Chine et la République démocratique du Congo (RDC) sont des producteurs déterminants de métaux rares même si elles n’en possèdent pas le monopole. Notons aussi que de nombreux constructeurs automobiles conçoivent et produisent en interne le bloc batterie dans le but de maîtriser au mieux les performances et de générer plus de profits.
La fabrication de batteries en lithium : un processus exigeant
Un fabricant de batterie en lithium classe sa production par types de cellules d’ion de lithium : cellules en polymère de lithium métallique, cellules en lithium métallique et cellules en polymère lithium-ion. Ces composés du lithium sont hygroscopiques, c’est-à-dire qu’ils absorbent l’humidité de l’air, en produisant de l’hydrogène, de la chaleur et de l’hydroxyde de lithium. Une telle réaction à l’humidité est susceptible d’avoir des conséquences néfastes sur la batterie en lithium : qualité, durabilité, performances moindres. Il est donc particulièrement de nécessaire de travailler dans des milieux très peu humides.
Face à une demande en expansion, les laboratoires de production ont tendance à s’agrandir avec des installations comportant de nombreuses lignes de fabrication de batterie en lithium. Parmi les géants du secteur des batteries pour automobiles se trouvent notamment LG Chem, Panasonic et Samsung SDI.
Les exigences de la fabrication de ces batteries entraînent l nécessité de contrôler parfaitement l’humidité de l’environnement de travail. Cela requiert notamment la fourniture en continu d’un air sec à -60º C, tout en consommant le moins d’énergie possible.
De plus, la sécurité de la fabrication des batteries, considérées comme des produits dangereux, nécessite un processus de fabrication soigné et robuste.
La batterie en lithium : les enjeux du recyclage
Il existe des filières de recyclage des batteries électriques mais cela nécessite de passer par une série d’étapes de broyage et de raffinage dont le coût est loin d’être négligeable. Pour autant, l’amélioration de la recyclabilité des batteries est un enjeu majeur pour le devenir de l’industrie du véhicule électrique.
Dans le but d’éviter la pollution de l’environnement par les batteries, plusieurs solutions ont été élaborées. Dans l’exemple français, la société SNAM intervient auprès de nombreux constructeurs automobiles pour la récupération et le recyclage des batteries de véhicules électriques en fin de vie.
De plus en plus, les solutions mises en œuvre vont dans le sens d’une réutilisation des batteries de voitures électriques. Le groupe Renault-Nissan en particulier a pris l’initiative de réutiliser les batteries usagées de ses véhicules électriques dans le but de stocker de l’électricité stationnaire : il s’agit ici de créer des infrastructures capables de stocker de l’électricité pour la restituer à la demande.
Par ailleurs, une technologie d’avenir a été rendue publique en 2016 : le frittage à froid (100-110° C au lieu de plus de 1 000° C). Il s’agit d’un procédé qui évite la destruction des matériaux organiques ou en céramique. Cela rend le recyclage de ces matériaux plus aisé.
