Batteries usagées : jusqu’à 99,9 % de pureté pour le nickel et le cobalt recyclés

Des chercheurs sud-coréens ont inventé une technique permettant de récupérer presque tout le nickel et le cobalt contenus dans les vieilles batteries de voitures électriques ou de smartphones. L’équipe du professeur Kwiyong Kim, à l’Institut UNIST de Corée du Sud, a réussi à extraire plus de 95% de ces métaux précieux avec une pureté exceptionnelle de 99%. Leur méthode évite ainsi d’utiliser des produits chimiques dangereux et produit beaucoup moins de déchets toxiques que les techniques actuelles.

Pourquoi recycler les batteries reste compliqué

Les batteries usagées contiennent des métaux rares et chers comme le nickel, le cobalt et le manganèse. On les appelle parfois des « mines urbaines » car elles renferment des ressources précieuses qu’on peut réutiliser. Le problème, c’est que récupérer ces métaux demande aujourd’hui d’utiliser des acides très puissants qui créent des eaux sales et dangereuses. Les méthodes classiques font aussi appel à des températures extrêmes pouvant atteindre 1475 °C, ce qui consomme énormément d’énergie.

La nouvelle technique inventée à l’UNIST fonctionne différemment. En effet, elle utilise l’électricité pour séparer les métaux. Chaque métal se transforme en solide à un voltage précis, ce qui permet de les isoler un par un. Le défi majeur était de séparer le nickel du cobalt, car ces deux métaux ont tendance à précipiter en même temps.

Un liquide spécial qui fait la différence

L’innovation principale repose sur un liquide spécial appelé solvant eutectique profond. Dans ce liquide, un composant appelé éthylène glycol s’accroche préférentiellement au nickel, tandis qu’un autre composant, le chlorure, capture le cobalt. Grâce à cette astuce chimique, le nickel se dépose à une tension électrique de -0,45 volt et le cobalt à -0,9 volt, ce qui permet de les séparer facilement.

Encore plus ingénieux, le processus crée naturellement du chlore qui redissout automatiquement les traces de cobalt mélangées au nickel. C’est comme un système d’auto-nettoyage qui améliore la pureté sans intervention supplémentaire. Le chlore est ensuite transformé en substance inoffensive, et le liquide peut être réutilisé plusieurs fois.

Des résultats qui impressionnent sur de vraies batteries

Les chercheurs ont testé leur méthode sur des batteries de voitures électriques en fin de vie. Pour les batteries de type NMC111, ils ont récupéré le nickel avec une pureté de 99,1% et le cobalt à 96,3%. Pour les batteries NMC811, plus récentes, les résultats sont encore meilleurs : 99,2% de pureté pour le nickel et 98,8% pour le cobalt. Dans tous les cas, plus de 95% des métaux présents au départ ont été récupérés.

Le liquide spécial a gardé son efficacité même après quatre utilisations, réduisant fortement la quantité d’eau polluée produite. Avec un traitement supplémentaire au chlore, la pureté peut même dépasser 99,9%, un niveau exceptionnel.

Une avancée certaine pour l’environnement

« Nous avons simultanément résolu le compromis entre pureté et taux de récupération, qui constituait une limitation chronique de la séparation électrochimique », a précisé le professeur Kwiyong Kim. Il ajoute : « En minimisant l’utilisation de produits chimiques et la génération d’eaux usées tout en garantissant la viabilité économique, cela contribuera à bâtir une économie circulaire durable des batteries »

Avec l’explosion du nombre de voitures électriques, des millions de batteries arriveront en fin de vie dans les prochaines années. Pouvoir récupérer efficacement le nickel et le cobalt devient indispensable, car extraire ces métaux dans les mines coûte cher et pollue.

Une étude économique menée par l’équipe confirme que leur procédé pourrait être rentable à l’échelle industrielle. Si la méthode fonctionne en usine comme en laboratoire, elle pourrait transformer le recyclage des batteries pour les rendre à la fois plus propre et plus efficace.

Seongmin Choi, Kenta Motobayashi, Kwiyong Kim, et al., « Highly selective and near-complete electrochemical recovery of cobalt and nickel from spent batteries through multifunctional deep eutectic solvent, » Energy Storage Materials, octobre 2025. DOI : 10.1016/j.ensm.2025.104646

Source : UNIST