Thèse soutenue

Evaluation de la voie pyrochimique pour le recyclage des batteries Li-ion
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Auteur / Autrice : Patricia Nathaly Ruiz Onofre
Direction : Anne-Laure Rollet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie physique et chimie analytique
Date : Soutenance le 01/10/2019
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physicochimie des électrolytes et nanosystèmes interfaciaux (Paris ; 2014-....)
Jury : Président / Présidente : Hubert Perrot
Examinateurs / Examinatrices : Virginie Lair, Laurence Croguennec, Delphine Vantelon
Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Chamelot, Alexandre Chagnes

Résumé

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Pour pallier la demande croissante de batteries Li-ion, il existe aujourd’hui le besoin urgent de recycler les composants de ces dispositifs. Recycler les matériaux cathodes qui contiennent des oxydes des métaux de transition est stratégique. Ces trois dernières années les recherches dans ce domaine ont augmenté de manière très significative. Dans le contexte du recyclage des batteries, il existe actuellement deux méthodes utilisées dans l’industrie : l’hydrométallurgie et la pyrométallurgie. L’objectif de ce projet a été de proposer une méthode alternative permettant de recycler les composants organiques et inorganique, en utilisant des mélanges de sels fondus comme milieu réactionnel. Les carbonates et chlorures fondus ont été choisis comme solvants pour leur efficacité dans le traitement des déchets. Le cobalt est un des matériaux critiques dans les batteries, rare sur la planète et toxique. Dans ce projet, nous avons étudié la dissolution et récupération du cobalt dans les carbonates et chlorures fondus. Des techniques électrochimiques (voltammetrie cyclique, chronoampérométrie) et la spectroscopie des rayons X ont été utilisés pour mener les investigations. Les résultats montrent une lente et faible dissolution du cobalt dans les carbonates fondus et il est présent sous la forme de Co (II). Les chlorures fondus ont été choisi comme deuxième alternative de solvant. La dissolution du cobalt et sa récupération ont été réussis dans ce milieu en ajoutant des additifs.