Développement d'un protocole expérimental pour l'étude cinétique et thermodynamique de la dissolution des sulfates de fer et de cobalt dans le cadre du recyclage des batteries lithium-ion

La demande en métaux constituant les cathodes des batteries Li-ion augmente à une vitesse drastique. Le recyclage de ces batteries est considéré comme une alternative très importante pour l’approvisionnement en matières premières pour leur synthèse mais aussi pour lutter contre les éventuelles fluctuations des prix ; étant donné que les concentrations des métaux de valeur (Co, Mn, Ni) à l'intérieur des batteries lithium-ion usagées dépassent celles des minerais naturels. Ce travail de recherche vise à combler une lacune existant dans les connaissances actuelles en proposant une méthodologie expérimentale rigoureuse pour l'investigation de la solubilité et des processus de dissolution des sulfates de métaux de transition, spécifiquement le sulfate de fer (FeSO4) et le sulfate de cobalt (CoSO4), dont les métaux les constituant sont des éléments essentiels des batteries lithium-ion (LIBs). La mise au point de cette méthodologie est essentielle pour optimiser les techniques de récupération des métaux dans l'industrie du recyclage des batteries, notamment dans le contexte des procédés de lixiviation. Notre approche expérimentale s'articule autour de l'analyse de la solubilité individuelle de ces sulfates et de la cinétique de leur dissolution dans l’eau, à différentes températures. Les valeurs déterminées pour les limites de solubilité de ces composés sont en adéquation avec celles rapportées dans la littérature existante. Bien que notre objectif initial, qui incluait l'étude de la co-dissolution et de la co-précipitation des sulfates dans différentes concentrations d'acide sulfurique, n'ait pas été totalement atteint en raison de contraintes temporelles, les résultats obtenus représentent une contribution significative à l'avancement de la recherche dans ce domaine. Notre travail établit une base solide pour les futures explorations, offrant des données de référence pour l'étude plus poussée de la dissolution de ces sulfates dans diverses conditions, et pour la compréhension et l'optimisation des processus de précipitation dans le contexte du recyclage des batteries. Par conséquent, cette étude renforce l'importance d'une approche scientifique rigoureuse pour obtenir des résultats précis et reproductibles.