Vers des batteries fabriquées sans PFAS

La fabrication des batteries électriques n’est pas sans poser des défis environnementaux, notamment l’extraction des matières première telles que le lithium, le cobalt, le nickel et le graphite. Le processus de transformation de ces matériaux nécessite également l’utilisation de produits chimiques ayant des effets néfastes sur la santé.

Traitement rédactionnel : Domotech
Source texte et photos : Leclanché

Dans un communiqué de presse, Leclanché annonce être prêt pour les restrictions de PFAS en Europe et semble être en avance sur beaucoup de ses concurrents par rapport à cette problématique.

Face aux inquiétudes croissantes concernant les impacts des PFAS, un produit chimique largement utilisé dans la production de batteries lithium-ion, l’Europe met en place des plans visant à restreindre son utilisation. Alors que de nombreux fournisseurs de l’industrie des batteries devraient être fortement affectés par ces plans, Leclanché, qui utilise un processus de liant à base d’eau dans sa production de cellules depuis plus de 13 ans, est prêt pour ces nouvelles restrictions.

PFAS: quelques explications

Les PFAS, c’est-à-dire les substances per- et polyfluoroalkyles, sont une combinaison de produits chimiques fabriqués par l’homme qui ont été largement incorporés dans une grande variété de produits industriels et de consommation depuis les années 1950. Toutefois, les préoccupations concernant les PFAS ont pris de l’ampleur depuis le début des années 2000 en raison de leur persistance prolongée dans l’environnement et de leurs effets néfastes potentiels sur la santé humaine. L’exposition aux PFAS a été associée à une série de problèmes de santé, notamment le cancer, le dysfonctionnement du système immunitaire, la santé reproductive et les troubles du développement. Par conséquent, un changement substantiel est en cours pour éliminer leur utilisation.

Processus de fabrication à base d’eau sans PFAS ni solvants toxiques

Depuis plus de 13 ans, Leclanché est un pionnier mondial dans l’adoption d’une approche de fabrication respectueuse de l’environnement et économique pour les électrodes des batteries lithium-ion., utilisant différentes solutions de liants à base d’eau dans les process de mélange et de revêtement. Ce process de fabrication basés sur un liant à base d’eau contribue à éliminer l’utilisation de liants PFAS et évite toute dépendance à l’égard de solvants organiques hautement toxiques. Cette technologie permet à l’entreprise de ne plus utiliser de solvants organiques tels que le NMP et de les remplacer entièrement par de l’eau. Ce choix permet non seulement d’éliminer les risques pour l’environnement, mais aussi de garantir la sécurité des employés impliqués dans le processus de production en réduisant considérablement les risques pour la santé. En outre, aucun système de récupération des solvants n’est nécessaire et les émissions se limitent à de la vapeur qui peut être rejetée dans l’atmosphère sans autre traitement.

Processus de fabrication moins énergivore

De plus, la méthode à base d’eau permet à Leclanché de réduire ou d’éliminer les coûts énergétiques dans les étapes à forte consommation d’énergie telles que le séchage à haute température des électrodes et la récupération des solvants. Cela permet non seulement de rationaliser le processus, mais aussi de réduire de jusqu’à 30 % la consommation d’énergie lors de l’étape de séchage des électrodes, réduisant ainsi de manière significative l’empreinte carbone de sa production de cellules de batteries.

Par conséquent, le processus de Leclanché garantit à la fois des avantages écologiques et des avantages économiques.
Actuellement, la société basée à Yverdon-Les-Bains a validé et fabriqué des électrodes sans PFAS en production et dispose de la technologie pour fabriquer des cellules sans PFAS avec quelques adaptations mineures des étapes du processus. Les cellules sans PFAS utilisant un processus standard d’empilement d’électrodes peuvent être fabriquées dès aujourd’hui avec des électrodes de sa fabrication.

Leclanché a déjà développé et peut fabriquer diverses électrodes sans PFAS : Anodes (graphite, graphite à base de Si, LTO, anode en oxyde à base de Nb) et cathodes (LCO-, LFP-, -, LMFP, LMO-, NCA , NMC (111, 532, 622)-, NMC811, NMCA avec une teneur en Ni supérieure à 90%, HV-LNMO, HV-LMA). Toutes ces électrodes présentent des performances similaires en termes de puissance et de durée de vie aux électrodes fabriquées à l’aide de liants conventionnels contenant des PFAS.

Restrictions attendues dans les règlements européens

L’Agence européenne des produits chimiques (ECHA) évalue activement la restriction potentielle de plus de 10 000 types de PFAS. La mesure proposée vise à réduire les émissions de PFAS dans l’environnement, en améliorant la sécurité des produits de consommation et des processus industriels. Cette restriction, qui devrait être adoptée dans le cadre du règlement REACH, devrait entrer en vigueur en 2025. Cette évolution revêt une importance particulière pour l’industrie européenne des batteries, car elle coïncide avec une phase critique nécessitant des investissements substantiels pour mettre en place une chaîne de valeur européenne complète pour les batteries.

Les PFAS dans l’industrie des batteries

Aujourd’hui, les PFAS sont utilisés de manière prépondérante dans la majorité de la production de cellules de batteries lithium-ion, en particulier comme liant dans le processus de fabrication des électrodes, en combinaison avec des solvants toxiques tels que le NMP. Notamment, les PFAS utilisés dans les batteries peuvent être rejetés dans l’environnement lors du processus de recyclage des déchets de production ou des batteries à la fin de leur durée de vie.