Recyclage direct des batteries lithium-ion basé sur la technologie des fluides supercritiques : une évaluation multidimensionnelle de la durabilité du procédé

Direct recycling of lithium-ion batteries based on supercritical fluid technology : A multidimensional sustainability evaluation of the process

• Auteur / Autrice : Insaf Gaalich
• Direction : Cyril Aymonier, Philippe Loubet
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physico-Chimie de la Matière Condensée
• Date : Inscription en doctorat le 12/10/2022
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ICMCB - Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Fluides Supercritiques

Mots clés

Mots clés libres

Recyclage

Batterie lithium-ion

Fluides supercritiques

Acv

Recycling

Lithium-ion battery

Supercritical fluid

Lca

Résumé

Dans un contexte de transition énergétique, les batteries Li-ion vont jouer un rôle de plus en plus important dans les années à venir. Cependant, ce développement apporte de nouveaux défis, il est notamment essentiel de développer des solutions pour recycler les matériaux utilisés dans ces technologies. Dans le cadre de ce projet, nous nous concentrons sur l'utilisation des fluides en milieux supercritiques pour le recyclage direct des batteries Lithium-ion. Sur la base des recherches en cours menées dans notre groupe de recherche, les objectifs du projet de thèse que nous proposons sont : (1) de contribuer aux recherches en cours sur; le démantèlement des batteries, l'extraction d'électrolyte et la régénération des matériaux d'électrodes pour une réutilisation directe avec le soutien d'un autre doctorant, (2) de fournir une évaluation quantitative de cette nouvelle procédure de recyclage en effectuant une évaluation intégrée de la durabilité de l'analyse du cycle de vie, qui couvre les différents outils analytiques pour évaluer les avantages potentiels de la technologie proposée de manière globale et dans le cadre d'une économie circulaire et (3) de mener une analyse économique du procédé à l'aide de plusieurs scénarios comparant différents niveaux de prix des ressources primaires pour la fabrication de batteries Li-ion , afin d'évaluer la faisabilité de l'industrialisation du procédé de recyclage et de développer un modèle économique durable.

Li-ion batteries (LIB) which are expected to play a continuing growing role in the green transition in the coming years. However, this development brings new challenges, as it is essential to develop strategies and solutions for regenerating and recycling of the materials used in these technologies. In the frame of this project we focus on the use of supercritical fluids for the direct recycling of Lithium-ion batteries (LIB). Based on the ongoing research conducted in our research group, the objectives of the PhD project that we propose are: (1) to contribute to the current research on; the LIB dismantling, electrolyte extraction and electrode material regeneration for direct reuse with the support of another PhD student, (2) to provide a quantitative assessment of this new recycling procedure performing an integrated life cycle sustainability assessment (LCSA), which covers the various analytical tools to evaluate the potential benefits of introducing the proposed technology in a comprehensive manner within the context of a circular economy and (3) to conduct an economic analysis of the process using multiple scenarios comparing different price levels of the primary resources for standard LIB manufacturing, in order to evaluate the feasibility of the recycling industry to develop a sustainable economic model.