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Grant: Alliance Grants

Institut national de la recherche scientifique

$135,000.00

Étude de concentrés de graphite issus du recyclage des batteries Li-ion

EF 2023-24

Résumé
Le recyclage des batteries Li-ion (BLI) en fin de vie est essentiel pour que l'industrie des véhicules électriques et du stockage d'énergie s'intègre à une économie circulaire. À ce jour, les recycleurs de BLI usagées se sont focalisés sur la récupération des métaux critiques provenant de la cathode (Co, Ni...) et beaucoup moins sur la récupération du graphite provenant de l'anode. Ce graphite pourrait être purifié et traité afin d'être réutilisé pour la production de nouvelles BLI. C'est l'objectif de ce projet.Les entreprises Kingston Process Metallurgy (KPM) et Green Graphite Technologies (GGT), partenaires industriels de ce projet, ont développé conjointement une technologie verte et performante pour purifier le graphite naturel minier en graphite de qualité BLI. Il s'agira d'adapter ce procédé au traitement de concentrés de graphite issu du recyclage des BLI. Cette technologie permettra aussi la récupération des métaux critiques résiduels (Li, Co, Ni) encore présents dans les concentrés de graphite. Ceux-ci seront fournis par les recycleurs de batteries Li-Cycle (Ontario) et Recyclage Lithion (Québec) qui sont des collaborateurs industriels de GGT et KPM. La présence d'impuretés organiques fluorées et d'additifs conducteurs, ainsi que la variabilité chimique et morphologique de ces concentrés de graphite issus du recyclage représentent un nouveau défi par rapport aux concentrés de graphite miniers.Les objectifs visés sont les suivants: (i) obtenir un graphite d'une pureté dépassant les 99,95% requise pour une utilisation en BLI; (ii) évaluer l'état du graphite purifié afin de déterminer s'il peut être utilisé tel quel en BLI, et si ce n'est pas le cas, dans quelle mesure ses caractéristiques (structure cristalline, morphologie, chimie de surface, comportement électrochimique) ont été affectées et (iii) Développer des traitements post-purification afin de corriger ces caractéristiques pour obtenir un graphite de qualité BLI à partir de différentes sources de graphite recyclé; (iv) Effectuer une analyse technico-économique de la technologie et proposer un plan de développement pour sa mise à l'échelle.Ce projet permettra de renforcer l'industrie des batteries au Canada en améliorant les procédés de recyclage des BLI et en offrant aux producteurs de BLI une nouvelle source verte de graphite. Il permettra aussi de former du personnel hautement qualifié et créera de nouveaux emplois pour soutenir la filière des batteries au Canada.
Programme
Alliance Grants
Emplacement
Quebec, Canada
Type de bénéficiaire
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data

Tel que publié

Application id
586427-2023
Name nom
Roué, Lionel L
Department département
Énergie Matériaux Télécommunications, Centre - Varennes
Organization id
56
Institution établissement
Institut national de la recherche scientifique
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2023
Competition year année de concours
2023
Award amount
135000
Program id
ALLRP
Program name en
Alliance Grants
Program name fr
Subventions Alliance
Group en
RESEARCH PARTNERSHIPS
Group fr
PARTENARIATS DE RECHERCHE
Committee code
96
Committee name en
RPP Internal Decision Cttee
Committee name fr
Cté de décision interne - PPR
Area of application code
902
Area of application group en
Commercial services
Area of application group fr
Services commerciaux
Area of application en
Waste, waste management and recycling
Area of application fr
Déchets, gestion des déchets et recyclage
Research subject code
3401
Research subject group en
Physical chemistry
Research subject group fr
Electrochemistry
Research subject en
Chimie physique
Research subject fr
Électrochimie
Application title
Étude de concentrés de graphite issus du recyclage des batteries Li-ion
Keyword
concentré de graphite; génie chimique; graphite de grade batterie; performances électrochimiques; purification du graphite; recyclage des batteries Li-ion; science des matériaux
Application summary
Le recyclage des batteries Li-ion (BLI) en fin de vie est essentiel pour que l'industrie des véhicules électriques et du stockage d'énergie s'intègre à une économie circulaire. À ce jour, les recycleurs de BLI usagées se sont focalisés sur la récupération des métaux critiques provenant de la cathode (Co, Ni...) et beaucoup moins sur la récupération du graphite provenant de l'anode. Ce graphite pourrait être purifié et traité afin d'être réutilisé pour la production de nouvelles BLI. C'est l'objectif de ce projet.Les entreprises Kingston Process Metallurgy (KPM) et Green Graphite Technologies (GGT), partenaires industriels de ce projet, ont développé conjointement une technologie verte et performante pour purifier le graphite naturel minier en graphite de qualité BLI. Il s'agira d'adapter ce procédé au traitement de concentrés de graphite issu du recyclage des BLI. Cette technologie permettra aussi la récupération des métaux critiques résiduels (Li, Co, Ni) encore présents dans les concentrés de graphite. Ceux-ci seront fournis par les recycleurs de batteries Li-Cycle (Ontario) et Recyclage Lithion (Québec) qui sont des collaborateurs industriels de GGT et KPM. La présence d'impuretés organiques fluorées et d'additifs conducteurs, ainsi que la variabilité chimique et morphologique de ces concentrés de graphite issus du recyclage représentent un nouveau défi par rapport aux concentrés de graphite miniers.Les objectifs visés sont les suivants: (i) obtenir un graphite d'une pureté dépassant les 99,95% requise pour une utilisation en BLI; (ii) évaluer l'état du graphite purifié afin de déterminer s'il peut être utilisé tel quel en BLI, et si ce n'est pas le cas, dans quelle mesure ses caractéristiques (structure cristalline, morphologie, chimie de surface, comportement électrochimique) ont été affectées et (iii) Développer des traitements post-purification afin de corriger ces caractéristiques pour obtenir un graphite de qualité BLI à partir de différentes sources de graphite recyclé; (iv) Effectuer une analyse technico-économique de la technologie et proposer un plan de développement pour sa mise à l'échelle.Ce projet permettra de renforcer l'industrie des batteries au Canada en améliorant les procédés de recyclage des BLI et en offrant aux producteurs de BLI une nouvelle source verte de graphite. Il permettra aussi de former du personnel hautement qualifié et créera de nouveaux emplois pour soutenir la filière des batteries au Canada.