Evolution Energy Minerals Limited a annoncé les résultats de tests visant à produire du graphite sphérique non revêtu et revêtu à partir de graphite purifié thermiquement provenant du projet de graphite Chilalo de la société en Tanzanie. Les essais s'appuient sur des tests antérieurs qui ont confirmé que la purification thermique pouvait produire une ultra-haute pureté de 99,9995 % en poids de C avant le broyage et le façonnage. Faits saillants : Les résultats électrochimiques indiquent que le graphite sphérique de Chilalo peut être produit dans la classe super premium des matériaux d'anode active pour les batteries lithium-ion dans les secteurs des VE et du stockage d'énergie - cette classe de matériaux d'anode active se vend entre 18 000 et 22 000 USD par tonne.

Performances électrochimiques supérieures des batteries en graphite sphérique revêtu de Chilalo, notamment : Une capacité réversible (la mesure de la capacité spécifique) de 368 mAh/g1 - ce qui est proche de la capacité théorique de 372 mAh/g ; et Une perte de capacité irréversible (démontrant essentiellement la conservation de la capacité spécifique d'une charge à l'autre) est < 7%. Ces résultats dépassent les spécifications des principaux fabricants de VE et signifient essentiellement que les batteries lithium-ion utilisant du graphite sphérique enduit de Chilalo auront une durée de vie exceptionnelle et une efficacité de recharge très élevée par rapport aux produits concurrents (c'est-à-dire qu'elles représentent un produit haut de gamme).

Les essais non optimisés ont permis d'obtenir des rendements exceptionnels de 64 % en graphite sphérique utilisable (par rapport à la moyenne de l'industrie qui est de ~40 %) - ce qui améliorera considérablement la rentabilité de l'usine de production de matériaux pour anodes de batteries d'Evolution. Ces résultats constituent une justification convaincante pour qu'Evolution fasse progresser la faisabilité et la construction d'une usine de production de matériaux d'anodes de batteries, soit en parallèle avec le développement de Chilalo, soit peu après. Evolution a produit suffisamment de données au cours de ce programme pour commencer immédiatement des initiatives de qualification pour son graphite sphérique revêtu avec les principaux fabricants de batteries.

D'autres traitements et tests de batterie du sous-produit purifié et non sphérique du processus de sphéroïdisation sont en cours pour déterminer son aptitude à améliorer la conductivité des cathodes de batterie et des revêtements conducteurs d'électricité - des résultats positifs amélioreraient encore l'économie de l'usine prévue de matériaux d'anode de batterie. Étapes du travail d'essai : Evolution travaille avec un partenaire technologique américain, un fabricant établi de matériaux avancés pour batteries et un fournisseur expérimenté de graphite à l'industrie des batteries, sur une série de tests visant à déterminer l'adéquation du produit fin de Chilalo pour un traitement en aval en matériaux d'anode de batterie de plus grande valeur. L'étape initiale des tests a établi que le graphite de Chilalo contenait des quantités extrêmement faibles de molybdène et de bore.

L'analyse élémentaire des impuretés dans le concentré de fines de graphite en paillettes à 95 % C de Chilalo a identifié des niveaux extrêmement faibles de molybdène et de bore d'origine naturelle, ouvrant ainsi la voie à des batteries de haute performance et à un graphite de qualité nucléaire. La deuxième étape des essais a consisté à purifier thermiquement le graphite pour obtenir une qualité de batterie (>99,95 % C). Cette purification a permis d'obtenir une pureté extrêmement élevée de 99,9995 % C, qui dépasse les exigences de pureté du secteur des batteries et du secteur nucléaire de très haute valeur.

Evolution a adopté un schéma "inversé" selon lequel l'étape de purification est entreprise avant le broyage et le façonnage en sphéroïdes, ce qui est l'inverse de l'approche traditionnelle. L'étape actuelle des essais a pris le graphite purifié thermiquement à 99,9995 % C et a entrepris un processus de façonnage et de fraisage, autrement appelé sphéroïdisation. Les schémas traditionnels qui broient et façonnent d'abord ont généralement un rendement d'environ 40 %, les 60 % rejetés ne convenant qu'à des sous-produits de faible valeur.

Le procédé d'Evolution a permis d'obtenir des rendements nettement plus élevés, le matériau rejeté pouvant potentiellement convenir à des applications de sous-produits de grande valeur en raison de sa très grande pureté. Après la sphéroïdisation, le matériau sphéroïdal non revêtu a ensuite été soumis à un processus de revêtement exclusif avec du carbone mou. Le graphite sphérique revêtu de carbone qui en résulte a des propriétés qui répondent aux spécifications de certains des principaux producteurs de batteries de VE dans le monde. Le précurseur de mise en forme était du graphite purifié thermiquement avec une pureté initiale de 99,9995 % C, une densité de 0,67 g/cm3 et une aire de surface de 1,99 m2/g. L'analyse par dispersion d'énergie (EDS) de ce matériau précurseur révèle des paillettes extrêmement pures, sans impuretés étrangères notables.

La concentration de fer, qui est l'un des principaux éléments délétères dans les batteries, a été mesurée par ICP-OES à 0,97ppm. Essais des "rejets" ou sous-produits non sphériques : Les schémas de flux de graphite sphérique conventionnels produisent généralement : ~35-40% de rendement en graphite sphérique revêtu vendable ; et ~60-65% de 'rejets' représentant un sous-produit non sphérique à 94% de C et de faible valeur. En revanche, Evolution a obtenu 64 % de rendement en graphite sphérique revêtu de qualité supérieure ; et le partenaire technologique américain d'Evolution mène une série de projets de démonstration pour transformer les 36 % de sous-produits non sphériques de haute pureté en matériaux d'amélioration de la conductivité des cathodes de batteries et en revêtements électriquement conducteurs de qualité supérieure.

Les résultats positifs des projets de démonstration sur le sous-produit non sphérique amélioreraient considérablement l'économie de l'usine d'anodes de batterie en aval proposée par Evolution en produisant des produits à haute valeur ajoutée à partir de 100 % de la charge d'alimentation en paillettes fines. Les technologies conventionnelles traitent le graphite sphérique à une pureté de départ d'environ 94-95 % C. Un circuit de broyage en cascade, composé généralement de 21-23 broyeurs à broches équipés de classificateurs à air, est utilisé. Comme les impuretés prédominantes dans le graphite en paillettes sont les oxydes de fer, l'alumine et la silice, les impuretés ont un effet abrasif important sur les pièces du broyeur.

Le schéma de traitement d'Evolution présente un certain nombre d'avantages en sphéroïdisant des paillettes ultrapures, le graphite exempt d'impuretés agissant comme un lubrifiant à film sec, et non comme un abrasif, sur les composants du broyeur. Le graphite sphéroïdal recouvert de carbone obtenu présentait les propriétés suivantes : densité apparente de 0,95 g/cm3, d503 de 25 µm et surface BET de 2,8 m2/g, ce qui répond déjà aux spécifications de certains des principaux producteurs mondiaux de batteries pour véhicules électriques. Des ajustements du processus de broyage peuvent facilement aboutir à la production de graphite revêtu de carbone sphéroïdal avec une taille de particule plus fine, afin de répondre aux exigences d'autres fabricants de VE à l'avenir.

Les capacités indiquées ont été atteintes à un taux de formation C/10, ce qui signifie que la cellule a été chargée et déchargée pendant dix heures pour chaque partie du cycle. Les essais de cycle à long terme sont en cours, et de nouveaux résultats sont attendus dans les semaines à venir. La société prévoit également de finaliser les projets de démonstration sur le sous-produit non sphérique, visant à produire des matériaux d'amélioration de la conductivité de la cathode des batteries et des revêtements électriquement conducteurs de haute performance.