Article d'un expert

Rendre la fabrication de batterie plus écologique et plus rentable : le rôle du recyclage NMP

Maria Nyman

Maria Nyman

Ingénieur produit

Vaisala

Fabrication de batteries

Alors que le monde continue de s'éloigner des combustibles fossiles, la demande de batteries de haute qualité augmente. Les batteries jouent un rôle clé dans les véhicules électriques et le stockage des énergies renouvelables, qui offrent tous deux des avantages environnementaux. Dans cet article, nous verrons comment le recyclage de la N-méthyl-2-pyrrolidone (NMP) peut rendre la fabrication de batterie plus durable – et également générer des économies de coûts.

Rôle du NMP dans la fabrication de batteries lithium-ion et importance de la récupération

Le N-méthyl-2-pyrrolidone (NMP) est largement utilisé comme solvant dans la fabrication de batteries lithium-ion (Li-ion) pour dissoudre les liants tels que le polyfluorure de vinylidène (PVDF) dans la préparation de la barbotine d'électrode. La barbotine uniforme – contenant du NMP, un liant, un matériau actif et des additifs – est appliquée comme revêtement sur les électrodes au cœur des batteries hautes performances.

Bien que le NMP soit essentiel aux nombreux processus de fabrication de batterie, il comporte des défis en termes de coût, d'impact environnemental, de risques pour la sécurité et de conformité aux réglementations sur les émissions de solvant. Ces défis rendent une manipulation appropriée et une récupération efficace essentielles pour réduire les coûts, minimiser les émissions et garantir un lieu de travail plus sûr.

Alors que les fabricants de batterie recherchent des méthodes de production plus durables et plus rentables, l'intérêt pour l'optimisation de la récupération du NMP est en hausse. Plus la quantité de NMP récupérée est importante, plus les coûts de production sont faibles et plus l'empreinte environnementale est faible. Le NMP récupéré est souvent vendu à des usines de recyclage, qui peuvent le restituer aux fabricants de batterie. Le NMP peut également être utilisé dans d'autres secteurs, tels que les industries pharmaceutiques et des semi-conducteurs.

En récupérant et en réutilisant le NMP, les fabricants réduisent non seulement les coûts, mais contribuent également à un processus de fabrication des batteries plus durable et plus responsable.

Optimisation de la récupération du NMP 

Au cours de l'étape de séchage dans la fabrication de batterie, le NMP s'évapore lors du processus de séchage de la barbotine d'électrode. La vapeur de NMP libérée pendant le processus de séchage est capturée et purifiée via trois étapes principales :

  • Condensation : la vapeur de NMP est capturée, refroidie et condensée sous forme liquide. Le NMP liquide est collecté pour une purification ultérieure.
  • Épuration : la vapeur NMP restante continue vers un épurateur, où les contaminants et les gaz résiduels sont éliminés.
  • Distillation : le NMP purifié est distillé, séparant le solvant de haute pureté de toutes les impuretés restantes et le rendant prêt à être réutilisé. 

Comment les réfractomètres en ligne aident à optimiser la récupération du NMP

Les réfractomètres en ligne contribuent à rendre le processus de récupération du NMP plus efficace et donc plus rentable. Les mesures de concentration de NMP en continu et en temps réel permettent de contrôler avec précision les étapes clés du processus de récupération du NMP. Cela permet d'effectuer des ajustements immédiats, d'optimiser les performances du processus et de maintenir la qualité du NMP.

Il existe deux domaines principaux dans lesquels les mesures de concentration en ligne avec la technologie de réfractomètre en ligne aident à optimiser la récupération du NMP :

  • L'épurateur : les réfractomètres en ligne fournissent des données de concentration en temps réel, permettant d'effectuer des ajustements précis des paramètres de l'épurateur. Cette optimisation réduit les pertes de solvant, améliore les taux de récupération et réduit les coûts de production tout en minimisant la consommation d'eau et d'énergie pour des opérations plus durables.
  • Colonne de distillation. La surveillance de la concentration de NMP à la sortie de la colonne de distillation garantit une utilisation efficace de l'énergie, permet un réglage précis des paramètres de distillation et garantit une pureté élevée du NMP, empêchant ainsi la contamination du solvant récupéré.

Les réfractomètres en ligne Vaisala Polaris™ sont idéaux pour la surveillance en temps réel de la concentration de NMP. Le réfractomètre compact Polaris™ PR53GC et le réfractomètre de procédé à sonde Polaris™ PR53GP peuvent être associés au transmetteur Indigo520 pour une surveillance en temps réel simple et précise.

Avantages environnementaux de la réduction des solvants utilisés et des déchets

L'optimisation de la quantité de NMP utilisée dans la fabrication de batterie et la réduction des déchets de NMP contribuent à réduire l'impact environnemental du processus de fabrication. En recyclant et en réutilisant le NMP, les fabricants peuvent empêcher son rejet dans l'atmosphère, ce qui réduit la pollution de l'air et minimise le risque de contamination des sources d'eau par le NMP. Le recyclage et la réutilisation réduisent également le besoin de produire du NMP frais, un processus gourmand en énergie. Cela contribue à réduire l'empreinte carbone de l'ensemble de l'industrie de production de batterie. Le recyclage du NMP aide également les fabricants à se conformer à une législation environnementale de plus en plus stricte.

Avantages économiques du recyclage du NMP et de la réduction des coûts des matières premières

Outre les avantages environnementaux évidents, le recyclage du NMP et la réduction des coûts des matières premières présentent plusieurs avantages économiques. Le NMP est un produit chimique coûteux. Par conséquent, optimiser son utilisation et le recycler dans la mesure du possible réduira les coûts globaux des matériaux. La réduction de la demande de NMP améliore également la résilience de la chaîne d'approvisionnement et réduit le risque de pénurie d'approvisionnement. Enfin, l'adoption de l'économie circulaire par le recyclage du NMP peut améliorer la réputation de la marque d'un fabricant, tandis que les incitations réglementaires et les subventions gouvernementales pour les pratiques durables peuvent également réduire les coûts opérationnels.

Rendre la fabrication de batterie plus durable

En réduisant les déchets, en diminuant les émissions et en récupérant une matière première précieuse, les fabricants de batterie peuvent non seulement minimiser leur impact environnemental, mais également bénéficier d'avantages économiques substantiels. La meilleure façon d'y parvenir est de surveiller en temps réel la concentration de NMP avec la technologie de réfractomètre en ligne. Cela permet d'optimiser le processus de fabrication – en réduisant l'utilisation de NMP, en améliorant la récupération et en minimisant l'impact environnemental et les coûts. 

Contactez Vaisala dès aujourd'hui pour découvrir comment les réfractomètres en ligne pourraient réduire vos coûts et améliorer la durabilité de vos opérations.

En savoir plus sur le sujet

Réfractomètre de procédé Polaris PR53GP

Mesurez les concentrations chimiques de NMP directement dans les canalisations et les réservoirs. 

Aller au produit
Réfractomètre de procédé Polaris PR53GP

Mesures exactes de l'humidité et de la concentration dans la fabrication de batteries

Protégez votre salle sèche avec des dispositifs de surveillance et de contrôle précis et à réponse rapide, et équipez votre unité de déshumidification et les étapes critiques du processus, telles que le séchage des anodes et des cathodes, les solvants, les boîtes à gants et autres atmosphères inertes, avec des produits conçus pour les environnements les plus exigeants.

Fabrication de batterie plus intelligente

Contactez-nous

Vous souhaitez recevoir plus d'informations sur une application ou un produit spécifique ? Écrivez-nous et nous vous répondrons !

Contactez-nous
E-mail Facebook Twitter LinkedIn