Pour répondre aux objectifs environnementaux, un des principaux leviers pour limiter nos dépendances aux énergies fossiles est l’électrification du parc automobile. Cela va engendrer une forte augmentation de la production de batteries lithium-ion dans la prochaine décennie. Pour des raisons environnementales et géostratégiques, le recyclage de ces batteries devra être mis en place en Europe. Des méthodes conventionnelles pour récupérer les métaux existent, mais sont très énergivores et ne permettent pas de conserver les matières actives en l’état (récupération de sels ou de lingots). Une autre voie, appelée recyclage direct, visant à pallier ce problème de perte de valeur du matériau, semble donc être une alternative prometteuse. Cette thèse se propose d’étudier l’impact des procédés de recyclage direct sur les propriétés physico-chimiques et d’usage des oxydes mixtes de lithium, nickel, cobalt et manganèse (NMC). Ces matériaux sont utilisés dans les électrodes positives de batteries Li-ion commerciales et stockent le lithium par intercalation de ces ions entre les plans oxygènes de leur structure. Une méthodologie analytique multi-techniques sera développée afin d’étudier, en particulier, leur structure et leur surface (XRD, XPS, HRTEM) et ce, après chaque étape de recyclage (broyage, traitements thermiques, traitements basiques …). Cette stratégie permettra de faire le lien entre l’impact des étapes unitaires sur les propriétés microstructurales et les propriétés d’usage de la NMC (capacité d’insertion, mobilité du lithium).
