Avec l'entrée des véhicules à énergie nouvelle, smartphones et autres produits dans une phase de mise à niveau et de renouvellement, une grande quantité de batteries lithium-ion usagées sont générées. Ces supports qui ont autrefois servi à l'"énergie verte", si they sont considérés seulement comme des "déchets" et jetés, ne seulement posent un risque de pollution par les métaux lourds, mais aussi gaspillent des ressources rares à haute valeur comme le cobalt et le lithium qu'ils contiennent. Cependant, dans toute la chaîne de récupération des batteries lithium-ion usagées, la "poudre de carbone-lithium-cobalt" obtenue par les processus de concassage et de triage est le cœur de la solution à ce dilemme : elle concentre plus de 90 % des composants à haute valeur de la batterie, servant à la fois de "nœud de conversion" pour réaliser la circulation des ressources et de "clé majeure" pour débloquer la valeur économique, écologique et stratégique des batteries lithium-ion usagées. Son importance devient de plus en plus manifeste avec la mise à niveau de l'industrie de récupération.
I. Fonctions centrales de la poudre de carbone-lithium-cobalt : Nœud de conversion pour "redonner vie" aux batteries lithium-ion usagées
La capacité de déblocage de valeur de la poudre de carbone-lithium-cobalt découle de son intégration efficace de trois composants clés : le cobalt, le lithium et le carbone. La régénération et la réutilisation de chaque composant correspondent à une étape clé de la transformation des batteries lithium-ion usagées "de déchet à ressource utile" :
1. Reconstruction des matériaux de cathode : "Fondement énergétique" pour réveiller les performances centrales de la batterie
Les matériaux de cathode sont le "cœur énergétique" de la batterie lithium-ion, et le cobalt est l'élément actif clé de ce "cœur". Dans les matériaux de cathode au lithium-cobalt-oxyde et à base de ternaires, la teneur en cobalt détermine directement l'efficacité de charge-décharge et la durée de vie cyclique de la batterie. La teneur en cobalt de la poudre de carbone-lithium-cobalt peut atteindre jusqu'à 60 % (par exemple, dans les batteries lithium-cobalt-oxyde usagées). Grâce aux processus hydrométallurgiques (lixiviation, purification, précipitation du cobalt), il est possible d'extraire des produits tels que le sulfate de cobalt et le chlorure de cobalt avec une pureté supérieure à 99,9 %. Ces sels de cobalt régénérés, après traitement par des procédés de frittage, de revêtement, etc., peuvent être reconvertis en matériaux de cathode. Une entreprise de nouvelle énergie a appliqué ces matériaux à la production de cathodes pour batteries de traction : les tests ont montré que le taux de rétention de capacité et les performances de taux de la cathode régénérée diffèrent de moins de 5 % par rapport au matériau original, répondant pleinement aux besoins des batteries de traction de milieu et bas de gamme ainsi que des batteries pour électronique de consommation, et redonnant ainsi vie au "cœur énergétique" des batteries lithium-ion usagées.
2. Récupération des ressources stratégiques en lithium : "Réserve secondaire" pour combler les lacunes en lithium
Le lithium est la "veine stratégique" de l'industrie de l'énergie nouvelle. Les réserves mondiales de mines de lithium exploitables sont limitées, et plus de 70 % des ressources en lithium de la Chine dépendent des importations. Plus de 80 % du lithium contenu dans les batteries lithium-ion usagées est concentré dans la poudre de carbone-lithium-cobalt — ce qui signifie que cette poudre est devenue une "banque de ressources en lithium mobile". Par les processus de lixiviation acide, d'extraction et de précipitation du lithium, il est possible d'extraire du carbonate de lithium et de l'hydroxyde de lithium de la poudre. Ces produits ne sont pas seulement des matières premières clés pour les nouvelles batteries lithium-ion, mais peuvent également être utilisés dans des domaines tels que l'aérospatiale et la synthèse pharmaceutique. Comparée à l'exploitation du lithium primaire, l'extraction du lithium à partir de la poudre de carbone-lithium-cobalt réduit la consommation d'énergie de 40 % et les émissions de carbone de 60 %, et n'est pas limitée par les conditions géographiques, devenant une "ligne d'approvisionnement stable" pour atténuer le déséquilibre entre l'offre et la demande de lithium en Chine.
3. Réutilisation des matériaux à base de carbone : "Héros discret" pour réduire les coûts de récupération
Les composants à base de carbone de la poudre (principalement du noir de carbone et du graphite utilisés comme agents conducteurs dans la cathode) ont une valeur inférieure à celle du cobalt et du lithium, mais jouent un rôle clé dans la réduction des coûts de récupération. Après purification à haute température et modification de surface, ces poudres de carbone peuvent être réutilisées comme agents conducteurs pour batteries lithium-ion, ou transformées en électrodes de supercondensateurs ou en matériaux d'adsorption pour le traitement des eaux usées. La pratique d'une entreprise de protection de l'environnement a montré que l'agent conducteur fabriqué à partir des composants carbonés purifiés réduit non seulement la résistance interne de la batterie de 12 %, mais also économise 35 % de coûts par rapport à l'achat de nouveau noir de carbone. Lorsqu'il est utilisé pour l'adsorption dans les eaux usées, son taux d'adsorption des ions métalliques lourds atteint plus de 92 %, réalisant une utilisation à haute valeur des "composants à faible valeur" et améliorant davantage le rendement global de la récupération des batteries lithium-ion usagées.
II. Déploiement de la valeur de la poudre de carbone-lithium-cobalt : "Levier d'amélioration" pour impulser de multiples domaines
La valeur de la poudre de carbone-lithium-cobalt ne se limite pas à la "régénération des matériaux" ; elle est plutôt un "levier" qui impulse la mise à niveau globale de la valeur de l'industrie de récupération des batteries lithium-ion usagées à travers trois dimensions : ressources, économie et environnement :
1. Valeur en ressources : "Amortisseur stratégique" pour garantir la sécurité de la chaîne industrielle
La rareté et la distribution inégale du cobalt et du lithium sont depuis longtemps des "points sensibles" de la chaîne industrielle de l'énergie nouvelle en Chine. Plus de 80 % des ressources mondiales en cobalt sont concentrées dans des régions à situation politique instable telles que la République démocratique du Congo ; le cycle d'exploitation des mines de lithium de haute qualité dure 5 à 8 ans, rendant difficile une réponse rapide à la demande du marché. La récupération et la réutilisation de la poudre de carbone-lithium-cobalt fournit un "supplément flexible de ressources" à la chaîne industrielle : pour chaque 10 000 tonnes de batteries lithium-ion usagées traitées, environ 1 000 tonnes de poudre de carbone-lithium-cobalt peuvent être récupérées, d'où l'extraction de 150 à 200 tonnes de cobalt et de 80 à 100 tonnes de lithium — équivalant à réduire l'exploitation de 200 000 tonnes de mines de cobalt et de 500 000 tonnes de mines de lithium. Cela réduit non seulement la dépendance de la Chine vis-à-vis des ressources minérales étrangères, mais also fournit des "matériaux secondaires" stables pour la production de batteries lithium-ion lors de fluctuations de l'offre de ressources primaires, devenant un "amortisseur stratégique" pour la sécurité de la chaîne industrielle.
2. Valeur économique : "Moteur central" pour activer un marché de récupération de 100 milliards de yuans
La nature à haute valeur de la poudre de carbone-lithium-cobalt a directement favorisé la commercialisation de l'industrie de récupération des batteries lithium-ion usagées. Du point de vue des coûts, le coût de production du cobalt régénéré est d'environ 20 000 dollars la tonne, 40 % inférieur à celui du cobalt primaire ; le coût du lithium régénéré est 30 % inférieur à celui du lithium primaire, réduisant considérablement les coûts des matières premières pour les batteries lithium-ion. Du point de vue industriel, une chaîne industrielle complète s'est formée autour de la poudre de carbone-lithium-cobalt : en amont, des entreprises de récupération de batteries usagées sont responsables de la collecte des matières premières ; en aval, elle est connectée à des usines de matériaux de cathode et des fabricants de batteries, s'étendant même à des domaines tels que la céramique-verre et la pharmaceutique. Selon les statistiques industrielles, en 2024, le chiffre d'affaires de l'industrie de récupération liée à la poudre de carbone-lithium-cobalt en Chine a dépassé 20 milliards de yuans, créant plus de 100 000 emplois en amont et en aval. Devenant l'un des segments à croissance la plus rapide de l'industrie de l'énergie nouvelle, elle a activé un marché de récupération de batteries usagées d'une ampleur de 100 milliards de yuans.
3. Valeur environnementale : "Pilier vert" pour soutenir les objectifs "double carbone"
Un traitement inapproprié des batteries lithium-ion usagées cause un double préjudice à l'environnement : l'enfouissement direct fait pénétrer des métaux lourds comme le cobalt et le nickel dans le sol et les eaux souterraines, tandis que l'incinération dégage des gaz toxiques comme les fluorures. En outre, l'exploitation et la métallurgie des mines de cobalt et de lithium primaires génèrent 15 000 tonnes de dioxyde de carbone et 20 tonnes de résidus miniers pour chaque tonne de cobalt primaire produit. La récupération de la poudre de carbone-lithium-cobalt coupe cette chaîne de pollution à la source : d'une part, elle évite le préjudice environnemental des batteries usagées ; d'autre part, elle remplace une partie des métaux primaires par des métaux régénérés, réduisant considérablement la pression environnementale de l'exploitation minière. Des calculs montrent que la récupération de 10 000 tonnes de poudre de carbone-lithium-cobalt permet de réduire de 80 000 tonnes les émissions de déchets solides et de 120 000 tonnes les émissions de carbone — équivalant à la séquestration annuelle de carbone de 400 000 arbres, fournissant une voie réalisable pour la Chine pour atteindre ses objectifs "double carbone" (pic de carbone et neutralité carbone).
Conclusion
La poudre de carbone-lithium-cobalt n'est peut-être qu'un "produit intermédiaire" dans le processus de récupération des batteries lithium-ion usagées, mais elle assume la mission clé de débloquer la valeur du cycle de vie complet des batteries usagées. Elle transforme les "déchets" d'un fardeau en un "trésor de ressources" recyclable, et l'industrie de récupération d'une "action caritative" en une "industrie naissante" rentable. Avec la mise à niveau intelligente des technologies de purification (telles que les processus de lixiviation contrôlés par l'IA et la purification assistée par micro-ondes), le taux d'utilisation des ressources de la poudre de carbone-lithium-cobalt s'améliorera davantage à l'avenir. Son rôle dans la circulation des ressources, l'amélioration du potentiel industriel et la protection écologique deviendra encore plus manifeste, faisant d'elle une force centrale pour promouvoir le développement "en boucle verte" de l'industrie de l'énergie nouvelle.
