Les cigarettes électroniques à usage unique contiennent des piles qui durent des centaines de cycles même si elles sont jetées

Même si les batteries lithium-ion des cigarettes électroniques jetables sont jetées après une seule utilisation, elles peuvent continuer à fonctionner à haute capacité pendant des centaines de cycles, selon une étude publiée le 12 décembre dans la revue Joule.

L’analyse, menée par des scientifiques de l’University College London (UCL) et de l’Université d’Oxford et soutenue par la Faraday Institution, met en évidence une menace environnementale croissante posée par ces stylos vape de plus en plus populaires, qui ne sont pas conçus pour être rechargés.

“La surprise pour nous a été les résultats qui ont indiqué la durée potentielle de cycle de ces batteries”, déclare Paul Shearing, professeur d'ingénierie énergétique durable au Département des sciences de l'ingénieur de l'Université d'Oxford et de l'UCL.

“Si vous utilisez un faible taux de charge et de décharge, vous pouvez constater que pendant plus de 700 cycles, vous avez toujours une rétention de capacité de plus de 90 %. C'est une assez bonne batterie, en fait. Et celles-ci sont simplement jetées. Elles sont jetées. Sur le côté de la route.”

La popularité des cigarettes électroniques jetables a grimpé en flèche au Royaume-Uni depuis 2021, avec une enquête révélant une multiplication par 18 enregistrée entre janvier 2021 et avril 2022. En 15 mois, leur popularité auprès des 18 ans est passée de 0,4 % à 54,8 %. . L’essor rapide des cigarettes électroniques à usage unique a conduit à de nouveaux problèmes urgents de déchets, avec environ 1,3 million d’appareils jetés chaque semaine dans le pays.

En conséquence, environ 10 000 kilogrammes (plus de 22 000 livres) de lithium provenant des batteries de cigarettes électroniques finissent chaque année dans les décharges britanniques, menaçant les cours d’eau à proximité avec du nickel, du cobalt et des solvants organiques toxiques.

“Dès le début, nous avons eu l'idée que les batteries entrant dans la composition de ces cigarettes électroniques étaient probablement des batteries rechargeables”, explique Shearing, soulignant qu'à la connaissance de son équipe, les études précédentes n'avaient pas évalué la durée de vie des batteries lithium-ion dans ces cigarettes électroniques. les produits sont capables de durer.

Pour tester leur intuition, Shearing et ses collègues ont récolté des batteries de cigarettes électroniques jetables dans des conditions contrôlées et les ont évaluées à l'aide des mêmes outils et techniques que ceux qu'ils utilisent pour étudier les batteries des véhicules électriques et autres appareils.

Ils ont examiné les batteries au microscope et utilisé la tomographie à rayons X pour cartographier leur structure interne et comprendre les matériaux qui les constituent. En chargeant et en déchargeant les batteries à plusieurs reprises, ils ont déterminé dans quelle mesure les batteries conservaient leurs performances électrochimiques au fil du temps, constatant qu'elles pouvaient être rechargées « parfois plusieurs centaines de fois », explique Shearing.

“Au minimum, le grand public doit être conscient des types de piles utilisées dans ces appareils et de la nécessité de les éliminer correctement”, a-t-il déclaré. “Les fabricants devraient fournir un écosystème pour la réutilisation et le recyclage des batteries de cigarettes électroniques, et devraient également s'orienter vers des appareils rechargeables par défaut.”

Shearing et son équipe recherchent également de nouvelles façons plus sélectives de recycler les batteries qui permettent de récupérer des composants individuels sans contamination croisée, ainsi que des produits chimiques de batterie plus durables, notamment les batteries post-lithium-ion, lithium-soufre et sodium-ion.

Afin de relever les défis tout au long de la chaîne d'approvisionnement des batteries, les scientifiques devraient prendre en compte les cycles de vie des batteries lorsqu'ils réfléchissent à l'une de leurs applications, a-t-il déclaré.

“Cela imprègne vraiment tout le travail que nous faisons, qu'il s'agisse d'une batterie de vape ou d'une batterie destinée à un hélicoptère électrique”, explique Shearing. “C'est le même genre de processus de réflexion où nous devons pleinement comprendre le cycle de vie d'un appareil à batterie.”