Du neuf avec du vieux – recyclage des batteries de Volkswagen
Du neuf avec du vieux – recyclage des batteries de Volkswagen
Sur le site de Salzgitter, Volkswagen a mis en service la première installation chargée du recyclage des batteries de véhicules haute tension du groupe. L’objectif est de recycler des matières premières précieuses telles que le lithium, le nickel, le manganèse et le cobalt et ainsi de travailler en circuit fermé.
Texte et photos: Volkswagen AG
Les modèles 100% électriques ID.3 et ID.4 ouvrent un nouveau chapitre pour la marque Volkswagen et l’ensemble du groupe: ils démocratisent l’électromobilité. Pour faire fonctionner les véhicules électriques, il convient de disposer d’électricité stockée dans une multitude de petites cellules de batterie et de modules de la taille d’une boîte à chaussures. Il s’agit des composants essentiels, à savoir le cœur, du véhicule électrique.
Mais que faire des batteries lorsqu’elles arrivent en fin de vie? Le département Recherche et Développement du groupe Volkswagen a trouvé la solution et l’a mise en œuvre, conjointement avec l’unité commerciale Volkswagen Group Components, à l’échelle de la production en série: un processus de recyclage des batteries innovant et durable qui est désormais utilisé pour la première fois dans une usine pilote du site de Salzgitter en Allemagne.
Recyclage supérieur à 90%
«Notre objectif est de créer notre propre circuit en recyclant plus de 90% de nos batteries», déclare Thomas Tiedje, responsable de la planification technique de Volkswagen Group Components. Et celui-ci ajoute: «Nous voulons à tout moment maintenir le contrôle sur l’ensemble du processus et former de préférence notre propre main d’œuvre pour la préparer à l’avenir.»
Seules sont recyclées les batteries qui ne peuvent plus être utilisées d’une autre manière. En effet, l’état des batteries est au préalable examiné pour éventuellement donner à ces dernières une seconde vie dans des accumulateurs d’énergie mobiles tels que des bornes de recharge rapide flexibles ou des robots chargeurs. Leur durée de vie utile peut ainsi être sensiblement prolongée.
Comment se déroule le recyclage des batteries de VW?
Toute batterie recyclée est complètement déchargée et démontée. Les principales matières premières, telles que le boîtier en aluminium, les câbles en cuivre et le plastique, sont déjà récupérées à ce stade et réintégrées dans le circuit de production. Les modules de batterie sont transférés ensuite à l’unité de recyclage entièrement automatisée où ils sont réduits en granulés par un broyeur. Les granulés sont séchés, passés à travers différents tamis et posés sur un tapis magnétique jusqu’à devenir de plus en plus fins. Il en résulte ce que l’on appelle la «poudre noire», qui contient entre autres du graphite, du lithium, du manganèse, du cobalt et du nickel. Une société partenaire issue de l’industrie chimique sépare ensuite les différents composants de la poudre noire en recourant à un procédé hydrométallurgique impliquant de l’eau et des solvants. Ces éléments peuvent être utilisés comme matières premières secondaires pour la construction des cathodes de nouvelles batteries – sans aucune perte de qualité par rapport à un nouveau matériau primaire.
Avec l’approche dite de «boucle fermée», Volkswagen Group Components entend créer un circuit fermé de matériaux qui réduit non seulement les besoins primaires en matières premières à long terme, mais aussi considérablement l’empreinte carbone des batteries. «Si nous fabriquons nos cathodes exclusivement à partir de matériaux recyclés, nous économisons plus d’une tonne de CO2 par véhicule», explique Thomas Tiedje. La première étape du recyclage de batteries industrialisé contribue donc directement à la protection climatique. À long terme, la mise au rebut appropriée des batteries et le retraitement de leurs précieux composants ont un effet durable à la fois du point de vue écologique et économique.
Au rythme de l’électromobilité
Des quantités plus importantes de batteries recyclées sont à prévoir au plus tôt à la fin des années 2020 lorsque les premiers modèles de la gamme ID. devront être éliminés. Le système est donc initialement conçu pour recycler pendant la phase d’essai jusqu’à 3600 systèmes de batteries par an, ce qui correspond à environ 1500 tonnes. Cependant, il pourra en retraiter plus tard une quantité beaucoup plus élevée grâce à l’optimisation continue des processus – et ainsi évoluer au rythme de l’électromobilité en forte expansion.
Fonctionnement de la cellule de batterie
La cellule de batterie est la plus petite unité d’un système de batterie et peut stocker et libérer de l’énergie. L’énergie électrique y est convertie en énergie chimique (charge) – et inversement (décharge). Les composants principaux sont deux électrodes: l’anode et la cathode. Les deux électrodes sont divisées par un séparateur perméable au lithium-ion. Un liquide conducteur appelé électrolyte entoure l’ensemble. En phase de recharge, des ions lithium migrent de la cathode vers l’anode, ce qui entraîne la libération d’électrons vers la cathode. Ils traversent le séparateur et transfèrent des électrons à l’anode. Lors de la décharge, les ions lithium retournent vers la cathode et le courant de sortie peut être utilisé pour des consommateurs d’énergie tels que des moteurs électriques.
Sur la plateforme modulaire d’électrification (MEB) de Volkswagen, plusieurs cellules sont branchées en série à un module et plusieurs modules sont branchés en série à un système de batterie.
