Batterie LFP, NMC ou LTO : comment est-elle recyclée ?

Toute batterie lithium-ion suit le même parcours de décharge, de démontage et de broyage. Ensuite, c'est la chimie qui fixe l'économie du recyclage. YouPower Recycling, notre Battery Disassembly Center, réceptionne les batteries lithium, les vérifie et les démonte en toute sécurité. Notre page sur le recyclage des batteries lithium-ion montre chaque étape, de la réception à la masse noire. Une batterie NMC contient du nickel et du cobalt de valeur. Une batterie LFP contient surtout du lithium, du fer et du phosphate : la recycler coûte de l'argent au lieu d'en rapporter. Cet article explique pourquoi, et ce que cela change pour l'élimination de vos batteries.

Vos chariots élévateurs, vos onduleurs ou votre stockage fonctionnent au lithium, et un jour ils doivent partir. Vous entendez alors deux discours. Le premier dit que les vieilles batteries sont pleines de métaux précieux et qu'un recycleur devrait vous payer. Le second, lu sur un forum belge : « il est moins cher d'acheter de nouvelles matières premières que de les recycler ».

Les deux sont vrais, pour une chimie différente. Une batterie NMC garde une valeur en métaux ; une batterie LFP, presque pas. L'entreprise qui attend un prix de reprise pour du LFP est déçue. Celle qui mélange les chimies, ou ne sait pas ce qu'elle a, reçoit le prix du cas le plus défavorable. Et une batterie inconnue que personne ne veut classer reste souvent des mois dans un coin de l'entrepôt.

À notre Battery Disassembly Center arrivent des batteries de voitures, des batteries domestiques, de vélos électriques et d'autres applications au lithium. La première chose que nous déterminons, c'est le type et les propriétés de chaque batterie. C'est seulement alors que l'on sait comment la traiter en toute sécurité.

Quelle est la différence entre une batterie LFP, NMC et LTO pour le recyclage ?

Le nom de la chimie vous dit quels métaux se trouvent dans la batterie, et ces métaux décident du recyclage. Les trois sont des batteries lithium-ion. Elles diffèrent par le matériau d'une électrode.

Sources : VITO (le LFP contient du lithium, du phosphore et du graphite, sans cobalt ni nickel) ; Battery Design (masse noire LFP, anode LTO).

Le choix entre ces chimies pour une batterie neuve est une autre question. Notre article batterie LFP ou NMC pour une entreprise compare la sécurité, la durée de vie et le comportement au froid. Ici, nous regardons l'autre bout de cette vie.

Comment recycler les batteries au lithium, étape par étape ?

D'abord mécaniquement, puis chimiquement. La batterie est déchargée, démontée et broyée. Le broyage donne des fractions de métaux et une poudre fine, la masse noire (« black mass »), qu'une raffinerie traite ensuite.

À notre Battery Disassembly Center, notre installation de broyage démonte la batterie. Elle sépare le cuivre, l'aluminium, le carbone lourd et la masse noire. Les étapes précédentes, de la réception au démontage sécurisé, sont dans notre article sur l'élimination des batteries lithium en entreprise.

La masse noire part ensuite en raffinerie. Deux voies dominent :

• La pyrométallurgie (fusion) : la matière est fondue à haute température. Chez Umicore en Belgique, la fusion se fait au-delà de 1 000 °C. Elle donne un alliage de nickel, de cobalt et de cuivre, des poussières contenant du lithium et une scorie. Dans la fusion classique, le lithium, l'aluminium et le manganèse finissent dans la scorie et ne sont pas récupérés de façon rentable (Battery Design).
• L'hydrométallurgie (lixiviation) : la matière est dissoute dans un acide et les métaux sont séparés en sels. Cette voie récupère aussi le lithium, l'aluminium et le manganèse, avec moins d'émissions directes que la fusion (Battery Design).

Ces deux voies ont été conçues pour des métaux qui valent de l'argent. Cela fonctionne pour le NMC. Pour le LFP, c'est le point faible, comme le montre la section suivante.

Pourquoi la masse noire NMC vaut-elle plus que la masse noire LFP ?

Parce que la masse noire NMC contient du nickel et du cobalt, et la masse noire LFP non. Selon Battery Design, la masse noire NMC et NCA contient en général 2 à 7 % de lithium. Elle contient aussi 5 à 20 % de cobalt et 10 à 30 % de nickel en poids.

La masse noire LFP ne contient ni cobalt ni nickel. Sa valeur récupérable est proche de la seule teneur en lithium. Le fer et le phosphate ne valent en général pas la peine d'être récupérés. Un analyste de Fastmarkets le résume ainsi : l'absence de nickel et de cobalt « tue » l'économie du recyclage des batteries LFP.

Ce sont des valeurs brutes, avant tout coût de collecte, de transport et de traitement. Et elles suivent les marchés des métaux. Selon Fastmarkets, le prix du lithium a baissé de 59,4 % entre septembre 2023 et septembre 2024. Quand le lithium est bon marché, une batterie LFP vaut encore moins pour un recycleur.

Quel est le coût du recyclage d'une batterie au lithium LFP ou NMC ?

Le recyclage d'une batterie LFP coûte nettement plus cher, parce que ses métaux ne paient pas le travail. Collecter, décharger, démonter et raffiner coûte à peu près la même chose pour chaque chimie. Seul le NMC rapporte assez de métal pour couvrir ces coûts.

Fastmarkets rapportait en septembre 2024 des frais d'entrée d'environ 3 000 à 4 000 euros par tonne de batteries LFP usagées chez les recycleurs européens. Pour les batteries NMC usagées, ces frais tournaient autour de 0 à 400 euros par tonne, selon le lieu et l'entreprise.

Selon Argus Media (2023), le recyclage par fusion et lixiviation est en grande partie non rentable pour le LFP et le LMO. Cela vaut en Europe comme aux États-Unis. Le recyclage du NMC et du NCA, lui, dégageait environ 10 dollars de bénéfice par kWh en Europe et aux États-Unis.

Le LFP doit pourtant être recyclé, et la loi y pousse. Les règles européennes imposent de récupérer 50 % du lithium d'ici fin 2027 et 80 % d'ici fin 2031, quelle que soit la chimie. La recherche belge travaille sur des voies moins chères. Le VITO participe à ReUse, un projet européen de 2024 à 2026. Il développe le recyclage direct du LFP : le matériau de cathode est récupéré et régénéré au lieu d'être fondu ou dissous.

Vous avez un lot à évaluer ? Notre page sur le recyclage batterie lithium-ion LFP et NMC montre comment nous réceptionnons et vérifions chaque batterie.

Que devient une batterie LTO chez le recycleur ?

Elle suit le même parcours lithium-ion, mais sa valeur dépend de sa cathode. Une batterie LTO utilise du titanate de lithium au lieu du carbone sur l'anode. Les options pour la cathode varient selon le fabricant (Battery Design).

L'étiquette LTO seule ne dit donc pas au recycleur ce que vaut la batterie. Avec une cathode NMC, elle contient du nickel et du cobalt. Avec une autre cathode, peut-être ni l'un ni l'autre. Demandez au fournisseur la chimie de la cathode avant la fin de vie, et conservez cette fiche technique.

Les cellules LTO sont faites pour un grand nombre de cycles. Leur tension nominale est d'environ 2,4 V par cellule, avec une large plage de température. Battery Design indique 3 000 à 8 000 cycles. Cette longue vie fait arriver les batteries LTO tard chez le recycleur, mais elles y arrivent.

Qui reprend les batteries au lithium de votre entreprise, et qui paie ?

En principe le producteur, quelle que soit la chimie. Selon le règlement (UE) 2023/1542, les producteurs de batteries industrielles et de véhicules électriques doivent reprendre gratuitement les batteries usagées. Cela vaut quels que soient leur composition chimique, leur état, leur marque ou leur origine (article 61).

En Wallonie, selon le SPW Environnement, Bebat gère la responsabilité des producteurs pour les batteries, et Febelauto pour les batteries de véhicules électriques. Pour beaucoup de batteries, ce coût est intégré au prix d'achat sous forme de cotisation environnementale. Sur les forums, on s'en plaint (« Bebat est ridiculement cher »). C'est pourtant elle qui paie plus tard les frais d'entrée d'une batterie LFP.

Le coût peut quand même revenir à votre entreprise dans trois cas :

• Le producteur est introuvable. La marque a disparu, ou la batterie a été achetée à l'étranger ou d'occasion sans producteur enregistré en Belgique.
• Vous êtes le producteur. Une entreprise qui importe elle-même des batteries, ou assemble son propre système à partir de modules, peut reprendre les obligations d'un producteur.
• Une manutention supplémentaire. Une batterie endommagée exige un emballage et un transport spécifiques. Notre article sur l'élimination des batteries lithium usagées explique les règles ADR et le stockage sûr.

Que change la chimie pour l'élimination des batteries de votre entreprise ?

Cinq réflexes rendent l'élimination moins chère et plus sûre, quelle que soit la chimie. Ils commencent le jour de l'achat de la batterie, pas le jour où elle meurt.

Que se passe-t-il quand vous confiez des batteries LFP, NMC ou LTO à YouPower Recycling ?

Nous commençons par établir exactement ce que vous avez.

1. Étape 1 : Vous nous dites ce que vous avez : type, chimie si vous la connaissez, nombre, poids, état et emplacement des batteries.
2. Étape 2 : Réception et évaluation à notre Battery Disassembly Center. Nous déterminons le type et les propriétés de chaque batterie, évaluons son état et vérifions dans quelle mesure les cellules sont endommagées. Si nécessaire, nous appliquons des mesures de sécurité supplémentaires.
3. Étape 3 : Vérification. Si, après les mesures, une batterie est encore appropriée, elle peut être réutilisée dans des applications de seconde vie. Dans le cas contraire, elle est considérée comme étant en fin de vie.
4. Étape 4 : Démontage sécurisé et broyage. Des spécialistes démontent la batterie selon des directives claires, et notre installation de broyage sépare le cuivre, l'aluminium, le carbone lourd et la masse noire.

Besoin d'un stockage durable une fois les anciennes batteries parties ? Nous concevons et installons aussi un système de batterie pour entreprise adapté à votre consommation. Nous assurons également l'entretien et la réparation de systèmes de batteries existants.