Recyclage de matériaux de batterie Li-ion en milieu sels fondus

Recycling of Li-ion battery materials in molten salts environment

• Auteur / Autrice : Ludovic Carre
• Direction : Virginie Lair
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Physique
• Date : Soutenance le 15/12/2022
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche de Chimie Paris - Institut de Recherche de Chimie Paris / IRCP
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École nationale supérieure de chimie (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Vincent Semetey
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Virginie Lair, Sylvie Daviero-Minaud, David Lambertin, Sylvie Delpech
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Daviero-Minaud, David Lambertin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Batteries lithium-ion

Recyclage

Chimie verte

Mots clés libres

Recyclage batterie Li-Ion

Sels fondus carbonates et hydroxydes

Oxydation en sels fondus

Valorisation des polymères

Génération H2

Solubilité

Lithium-Ion battery recycling

Molten carbonates. molten hydroxides

Molten salt oxidation

Polymer valorization

H2 generation

Solubilities

Résumé

L'utilisation de batteries lithium-ion se répand de plus en plus notamment pour la mobilité électrique. Malheureusement ces batteries n'ont pas une durée de vie illimitée et certains de ces composants sont classés comme critiques par l'Union Européenne. Les techniques de recyclage actuelles portent donc essentiellement sur la valorisation de ces composés. Un procédé de recyclage pyrochimique, en sels fondus, est ici étudié afin de valoriser les composés organiques et limiter leurs produits de dégradation toxiques pour l'Homme et l'environnement. Dans un premier temps, le comportement des métaux dans les sels fondus a été étudié puisqu'ils restent les matériaux les plus valorisables de la batterie. Puis dans un second temps la dégradation des polymères et la caractérisation des composés issus de cette dégradation ont été étudiées.

The use of lithium-ion batteries is becoming more and more widespread, especially for electric mobility. Unfortunately, these batteries do not have an unlimited lifespan and some of their components are classified as critical by the European Union. Current recycling techniques therefore focus on the recovery of these compounds. A pyrochemical recycling process, in molten salts, is studied here in order to valorize the organic compounds and to limit their toxic degradation products for the Man and the environment. In a first step, the behavior of metals in molten salts has been studied since they remain the most valuable materials of the battery. Then, in a second step, the degradation of polymers and the characterization of the compounds resulting from this degradation were studied.