Cette méthode, issue des laboratoires R&D de Toyota, est axée sur une "relithiation chimique". Elle permet de restaurer une partie des ions lithium perdus dans les cathodes des cellules dont la capacité a été réduite après de nombreux cycles d'utilisation.

Elle consiste en l'injection d'une solution de lithium directement dans les cellules usagées, ce qui rétablit les niveaux de lithium sans nécessiter de remplacement des matériaux actifs, souvent coûteux et complexes à recycler.

Les chercheurs ont testé de nombreuses mixtures et conditions de "relithiation", en particulier en effectuant les injections avec des cellules de type Graphite/NMC en circuit ouvert (OCV) ou sous tension (CV). Ils ont également analysé le comportement de la cellule juste après injection ainsi qu'après une période de repos.

La variante optimale utilise un réactif de récupération composé de Li-naphtalène, d'un solvant (DME) mélangé à l'électrolyte (LiPF₆). L'injection est faite avec la cellule sous tension et l'effet est maximum après une période de repos. Les résultats sont présentés en détail dans l'article en référence ci-dessous.

Cette technique offre un double avantage : elle est non seulement plus économe en ressources, mais elle réduit également les besoins énergétiques par rapport aux méthodes de recyclage traditionnelles. L'objectif est de prolonger le cycle de vie des batteries de manière durable tout en maintenant des performances comparables aux batteries neuves, contribuant ainsi à une économie circulaire plus verte et durable pour les batteries Li-ion.

D'un autre côté les cellules régénérées ne sont pas comparables à des cellules neuves. En effet, la couche dendritique (appelée SEI) à la surface de l'anode usagée n'est pas réduite et les dommages de type microfissures au sein des électrodes ne sont pas réparés.

Ce procédé pourrait néanmoins représenter une avancée significative pour le secteur des véhicules électriques et des appareils électroniques, où la demande en batteries rechargeables est en constante augmentation.

Publications:
N. Ohihara et al., Joule 8, 1364-1379 by Elsevier Inc.
doi.org/10.1016/j.joule.2024.02.010

Organisme:
Frontier Research Management Office
Toyota Central R&D Labs
Nagakute, Japan
www.tytlabs.co.jp/en/