Une production du lithium plus durable

16 août 2022
la production du lithium

 

Le lithium a tenu un rôle déterminant dans le développement des batteries lithium-ion de haute performance. Elles ont aujourd’hui une densité énergétique très importante pour un poids et un volume très faible. 

Le lithium n’est pas un métal rare, il est présent presque partout à travers le monde. Il se trouve dans la nature sous forme de saumures ou à l’état rocheux. Avant l’apparition des batteries lithium-ion, le lithium était déjà utilisé dans de multiples secteurs. Pour la fabrication des batteries lithium-ion, la pureté ainsi que le volume du lithium est primordial pour assurer la sécurité, les performances et la durée de vie des batteries. Ce qui a pour conséquence, la présence de raffineries à proximité des usines pour la production du carbonate ou l’hydroxyde de lithium.

 

Le lithium, une ressource indispensable

Les besoins en stockage d’énergie grandissent de façon fulgurante, poussés par la transition écologique. Ce phénomène s’accompagne d’une augmentation de la demande en lithium, métal donc indispensable pour la composition de batterie lithium-ion.

Les véhicules électriques étant majoritairement équipés de batterie lithium-ion, le secteur automobile sera de plus en plus demandeur en lithium au plus il se dirige vers l’électrique. Même si aujourd’hui, ces voitures représentent un domaine plébiscitant en grande partie le lithium, pour de nombreux autres produits ce métal blanc est un composant essentiel. La demande de stockage d’énergie stationnaire devrait également accroître dans les années à venir. Le lithium est utilisé pour des applications, telles que l’industrie du verre et de la céramique, la production de produits pharmaceutiques… Pour en savoir plus sur les usages du lithium : Le lithium et ses utilisations.

En ce qui concerne les batteries, le lithium est présent dans les technologies lithium-ion, lithium nickel-manganèse-cobalt (NMC), lithium polymère (Li-Po) et lithium fer phosphate (LFP).

 

Production de lithium plus durable

Différentes méthodes permettent la production de lithium : l’exploitation de saumures chargées en lithium, l’extraction de roches concentrées en lithium ou le recyclage des batteries. Les procédés de recyclage des batteries s’améliorent et contribuent à l’amélioration de l’empreinte écologique de l’utilisation du lithium dans la fabrication des batteries.

Une étude diffusée dans le journal Resources, Conservation & Recycling montre que la provenance du lithium et sa méthode de production ont des conséquences différentes sur son impact environnemental.

Le cycle de vie de lithium du  Salar d’Atacama situé au Chili a été analysé. Il s’agit d’une extraction classique employée en Amérique du Sud. Après évaporation de l’eau, concentration du lithium, puis purification, les sels de lithium sont obtenus. De ce fait, ce procédé ne recourt pas ou très peu à l’utilisation de produits chimiques. Par la suite, le carbonate et l’hydroxyde de lithium sont produits pour la fabrication des matériaux des batteries lithium.

Ce mode de production a été comparé avec l’exploitation de roches lithinifères en Australie. Afin d’extraire le lithium de la roche, différentes étapes sont nécessaires : chauffage, concassage et séparation physique et chimique pour isoler et purifier le lithium. Ce procédé demande moins d’eau que l’extraction par saumures lithinifères.

Les résultats de cette étude démontrent des variations importantes au niveau de l’impact de production de carbonate et d’hydroxyde de lithium. Les chercheurs du Laboratoire national d’Argonne du Département américain de l’énergie ont trouvé une différence notable au niveau des émissions de gaz à effet de serre.

En effectuant des recherches supplémentaires, il serait possible d’améliorer les pratiques dans l’objectif de produire du lithium de façon durable.

 

Des gisements de lithium en France

En ce début d’année, la ministre de la transition écologique, Barbara Pompili a annoncé que « La France doit extraire du lithium sur son territoire ». En effet, l’Europe détient sur son territoire des gisements de lithium, mais inexploités au Portugal, en Serbie, en Allemagne, en République tchèque et en France. 

Ces gisements se situent dans le Massif central et Armoricain et aussi en Alsace, le lithium serait contenu dans des eaux géothermales. Ce sujet a fait l’objet d’un article Batteries Prod : Des mines de lithium en France, une opportunité.

Différents modes d’extraction sont possibles et pourraient être améliorés en vue d’utiliser majoritairement les énergies renouvelables.