Umicore comme futur producteur de cellules électrochimiques à base de NMC811 en procédé aqueux

Thèmes abordés

Umicore, producteur de cellules électrochimiques, NMC811, procédé aqueux, énergies renouvelables, stockage d'énergie, matériaux cathodiques, marché des voitures électriques, lithium, cobalt, brevets

Résumé du document

La tendance générale actuelle est de passer des énergies fossiles tels le charbon, le pétrole et le gaz vers la biomasse, vent et énergie solaire, car celles-ci sont théoriquement illimitées. C'est pourquoi ces dernières années nous avons été témoins de grandes avancées dans le développement de nouvelles technologies pour collecter les énergies renouvelables, telles les éoliennes, récepteurs photos thermiques et les cellules photovoltaïques. Ainsi, le développement de batteries qui peuvent stocker ces énergies renouvelables avec une longue stabilité dans le temps à l'utilisation et en accord avec les contraintes environnementales est devenu un challenge important pour la société moderne.

Extraits

[...] Cependant il est donc possible de se faire un profit sur la vente de ces cellules pour batterie et ce profit est plus grand grâce à l'utilisation d'un milieu aqueux, car en milieu NMP on arrive à 236,59€/kWh (coût au kWh : NMP = 4,73€, séchage NMP = 17,3€, recyclage NMP = 14,09€). De plus, Umicore a sa propre production de matériaux cathodique et diminue donc encore plus le prix de revient par kWh. Environnement de travail et sécurité La fabrication de cellules électrochimiques présente certains risques professionnels importants, dus à l'utilisation de substances chimiques toxiques et corrosives et la possibilité d'explosion, incendie, électrisation et électrocution. [...]

[...] 1000- Stiaszny, B., et al., Electrochemical characterization and post-mortem analysis of aged LiMn2O4– NMC/graphite lithium ion batteries part II: Calendar aging. Journal of Power Sources 258: p. 61- Wood, D.L., J. Li, and C. Daniel, Prospects for reducing the processing cost of lithium ion batteries. Journal of Power Sources 275: p. 234- Wood, D.L., et al., Technical and economic analysis of solvent-based lithium-ion electrode drying with water and NMP. Drying Technology p. [...]

[...] Avec en moyenne un véhicule personnel pour deux habitants en Union européenne en 2015. On peut donc rapidement voir sur la figure 2 que l'on assiste à une grande augmentation du nombre de voitures vendues chaque année dans l'Union européenne avec entre 2013 et 2015 plus de 8milions de véhicules ainsi vendus. Rappelons bien que cela concerne les voitures de particuliers, sans prendre en compte tout autre type de véhicules (qui observent aussi une augmentation en nombre chaque année). Le secteur automobile est donc bien un marché florissant ces dernières années. [...]

[...] (Brevet US20170207442A1) ▪ Fabrication de cathode en utilisant l'eau et l'isopropanol comme solvant, le CMC et un polyacrylamide comme épaississants et comme binder un mélange de styrène-butadiène rubber, alcool polyvinylique et polyacrylate. Ceci afin de diminuer les coûts de production (lors de l'étape de séchage) et l'impact sur l'environnement. (Brevet CN102130338A) Lors de la mise au point d'une unité de production de cathodes en milieu aqueux, il faudra donc bien faire attention à la propriété intellectuelle dans ce domaine. Références 1. Tollefson, J., Car industry: Charging up the future. Nature 456(7221): p. 436- Whittingham, M.S., Lithium Batteries and Cathode Materials. Chemical Reviews 104(10): p Nagaura Tozawa K. [...]

[...] Le lithium et le cobalt font donc partie des ressources clefs de la production de cellules électrochimiques. ▪ Lithium Le lithium est un métal alcalin naturellement présent dans la croûte terrestre (20ppm, soit 20g/t) et dans les océans ( 0.18 g/m³), mais il n'existe que deux formes de source industriellement exploitables actuellement : des saumures de lac salé en partie asséchées, appelées salars, pouvant monter jusqu'à une teneur en lithium de et les gisements à ciel ouvert de roches contenant des silico-aluminates de lithium, tel le spodumène (LiAlSi2O6), pétalite (LiAlSi4O10) et lépidolite (KLi2AlSi3O10(OH,F)2). [...]