L'extraction du lithium et du nickel des batteries usagées repose essentiellement sur l'utilisation d'un produit chimique appelé « extractant ». Auparavant, ce matériau crucial était entièrement importé. Si le métal était récupéré de la cathode, la majeure partie du graphite de l'anode était jetée. Kim Seong-hyeon, PDG de Cosolus, observant cette situation, s'est dit : « Ce n'est pas un cycle complet. »
En fondant Cosolus en 2020, il a décidé de se concentrer sur les matériaux chimiques, un élément clé mais largement négligé dans le recyclage des batteries usagées. Cela impliquait de produire localement des extractants, auparavant importés, et de réutiliser le graphite mis au rebut pour fabriquer des matériaux de qualité batterie. En seulement quatre à cinq ans, il a développé trois usines et centres de recherche à Gunsan, Iksan et Wanju, créant ainsi un véritable circuit court pour les batteries usagées.
Localiser le cœur du processus
« Bien que le recyclage des batteries usagées soit considéré comme un secteur stratégique national, j'ai créé mon entreprise en me demandant pourquoi tous les produits chimiques qui entrent au cœur du processus sont importés. »
En 2020, lorsque Kim Seong-hyun, PDG de Cosolus, s'apprêtait à lancer son entreprise, le recyclage des batteries usagées était déjà une tendance majeure. Cependant, l'attention se portait principalement sur l'efficacité du recyclage et le prix des métaux récupérés. Un examen plus approfondi du processus a révélé que l'élément clé pour extraire le lithium, le nickel, le cobalt et le manganèse des batteries usagées était le solvant d'extraction. Bien qu'il s'agisse du matériau le plus crucial du processus de recyclage, il était largement négligé. Entièrement importé, ce solvant était constamment confronté à des problèmes de prix, d'approvisionnement et de réglementation. Kim Seong-hyun a donc décidé de changer la donne. Cosolus a commencé par s'attaquer aux points faibles du processus de recyclage des batteries grâce à une technologie locale.
La circulation de tous les matériaux, et pas seulement des métaux.
La plupart des discussions sur le recyclage portaient sur la quantité de métal récupérable à partir du matériau cathodique. En pratique, seul le métal de la cathode était récupéré, la majeure partie du graphite de l'anode étant jetée. Le PDG, Kim, en a conclu qu'il ne s'agissait pas d'un véritable recyclage des ressources.
« Je voulais créer un écosystème où tous les matériaux sont recyclés, et pas seulement les métaux. »
Cosolus a adopté une structure permettant la production simultanée d'extractants pour l'extraction des matériaux de cathode et de graphite régénéré de haute pureté à partir de matériaux d'anode recyclés. L'objectif était de créer un écosystème complet permettant le recyclage intégral de la batterie après usage. Leur ambition était de mettre en place une structure véritablement circulaire pour les batteries secondaires.
Conçu exclusivement pour Black Mass, RECYION
La gamme RECYION de Cosolus est la première hotte aspirante conçue en Corée. Il ne s'agit pas d'un simple remplacement des produits importés.
« Il a été conçu spécifiquement pour Black Mass dès la phase de conception moléculaire. »
Selon le PDG Kim Seong-hyeon, la structure chimique a été modifiée afin d'accroître la sélectivité des métaux et d'optimiser l'efficacité d'extraction. Grâce à sa résistance à la chaleur et aux réactions chimiques, l'extractant peut être réutilisé à plusieurs reprises. Un atout majeur réside dans sa capacité à être adapté aux exigences de recyclage de chaque entreprise. Comparé aux extractants importés, il offre une sélectivité accrue permettant d'extraire uniquement les métaux souhaités, et une quantité moindre suffit pour obtenir le même taux de récupération.
Grâce à RECYION, Cosolus vise à relever trois défis majeurs : stabiliser l’approvisionnement grâce à la localisation, accroître la sélectivité des métaux et l’efficacité des procédés, et créer un processus respectueux de l’environnement qui réduit les déchets.
Transformer le graphite mis au rebut en actifs carbone
Le graphite régénéré de haute pureté est une technologie clé pour relever les défis complexes du marché des matériaux d'anode. Cosolus développe des produits par recyclage et valorisation. La principale difficulté réside dans la prévision des matières premières. La pureté et la composition des batteries usagées varient selon le fabricant, leur durée de vie et leur environnement d'utilisation. Des contaminants peuvent également s'introduire lors du broyage et du tri. Concilier pureté, rendement et performance constitue un enjeu majeur.
« L’enjeu principal était de trouver un équilibre entre le coût et l’efficacité du processus, tout en obtenant des performances proches de celles du graphite conventionnel. »
Cosolus conçoit un système de production de graphite recyclé de haute qualité et réalise des évaluations objectives de ses performances en collaboration avec des organismes de test externes.
Il entrevoit un avenir plus prometteur pour le graphite régénératif.
« Le graphite recyclé est un produit fini destiné au recyclage des batteries et une plateforme de carbone qui peut s'étendre à de nouveaux marchés de matériaux, tels que les matériaux dissipateurs de chaleur, ignifuges et conducteurs. »
L’objectif n’est pas simplement de récupérer le graphite des déchets, mais de le transformer en un actif créateur de valeur.
3 usines, déploiement stratégique par processus
L'expansion de trois usines à Gunsan, Iksan et Wanju, dans la province de Jeolla du Nord, a constitué un investissement d'une rapidité sans précédent pour une jeune entreprise.
« Le regroupement des trois procédés — l’extraction du matériau cathodique, le graphite régénéré de haute pureté et la résine fonctionnelle — en un seul lieu crée des interférences entre les procédés, complique les autorisations de sécurité et environnementales et ralentit les investissements. »
Cosolus a segmenté ses processus et les a déployés dans des complexes industriels dotés d'infrastructures adaptées à leurs besoins spécifiques. En attribuant des rôles spécialisés à chaque unité opérationnelle, l'entreprise a pu construire son système de manière efficace. Bien que cela puisse représenter un investissement important pour une jeune entreprise, Cosolus a compris que sécuriser ses installations dès le départ était essentiel pour gagner en crédibilité sur les marchés des batteries et matériaux usagés.
L'usine de Wanju recycle les matériaux de cathode issus de batteries usagées. Son rôle est d'élargir les applications grâce à un recyclage amélioré et de jeter les bases de la production de matériaux de cathode recyclés. Cosolus a obtenu très tôt les certifications ISO 9001 et ISO 14001.
« Le traitement des déchets de batteries implique d'être soumis dès le départ à des risques, à des exigences de précision et à des réglementations environnementales. Nous étions convaincus que les normes ISO devaient constituer le fondement dès le début, et non une simple réflexion après coup. »
La raison de prendre en charge dès le départ l'obtention de la certification ISO était évidente. Dans un secteur où les entreprises doivent se soumettre à de multiples audits, tant de la part de leurs clients que des organismes de réglementation, même si elles affirment disposer d'une « bonne technologie », il est difficile d'être reconnue si le système qualité et la gestion environnementale et de sécurité ne sont pas systématiques.
« Bien que Cosolus soit une petite entreprise, nous souhaitions démontrer clairement que nos systèmes de qualité et environnementaux fonctionnent conformément aux normes internationales. »
Les maîtres mots de nos normes de fabrication internes sont la cohérence, la transparence et la gestion proactive. Nous minimisons les écarts lors de chaque cycle de production, enregistrons et partageons toutes les conditions, modifications et incidents, et gérons les facteurs de risque.
Cosolus a remporté de nombreux projets gouvernementaux, notamment auprès du Korea Environmental Industry & Technology Institute, de Scale-Up TIPS et de Climate Tech. Les critères de sélection étaient clairs : la création de nouvelles chaînes d’approvisionnement, la contribution au développement industriel et la promotion d’un développement durable.
« Si nous parvenons à créer une structure de circulation des ressources pour l'industrie des batteries secondaires, une industrie stratégique nationale, nous pourrons transformer notre pays, actuellement pauvre en ressources, en un pays qui utilise les batteries usagées pour produire des ressources. »
Les travaux de Cosolus se situent à l'intersection des politiques relatives aux batteries, aux ressources et au climat. En effet, les matières premières essentielles comme le lithium, le nickel et le cobalt doivent provenir de batteries usagées plutôt que de mines, ce qui permet de réduire la production d'eaux usées et les émissions de gaz à effet de serre.
L'importance publique est triple : contribuer à la sécurité des ressources en réduisant les risques liés à la chaîne d'approvisionnement grâce à la technologie nationale ; réduire les gaz à effet de serre, les eaux usées et les solvants dans le processus de production des ressources grâce au recyclage au lieu de l'exploitation minière, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique ; et créer un nouveau pôle industriel pour les batteries, les produits chimiques et le carbone dans la région de Jeonbuk.
Cosolus a bénéficié d'investissements successifs entre 2023 et 2024. Les investisseurs ont particulièrement apprécié son expertise technologique, unique en Corée du Sud, notamment sa capacité à concevoir et produire des extracteurs de métaux essentiels. La transparence financière et décisionnelle, ainsi que la capacité à attirer et recruter des talents, ont également été des facteurs déterminants dans l'évaluation.
Quels sont les avantages concurrentiels spécifiques de Cosolus sur le marché mondial ? Sa capacité éprouvée à recycler et à valoriser simultanément les électrodes positives et négatives des batteries usagées, ainsi que sa capacité à produire des extractants personnalisés et du graphite recyclé grâce à des conceptions exclusives, démontrant une agilité qui la distingue de ses concurrents mondiaux.
Cosolus se définit comme un fournisseur de « matériaux chimiques et carbonés essentiels à l'utilisation de matières premières renouvelables et de matériaux chimiques sûrs » dans l'industrie des batteries secondaires. Tant que nous maintiendrons cette position, nous conserverons un avantage concurrentiel distinctif sur le marché mondial.
Le marché du recyclage des batteries secondaires devrait connaître des transformations importantes au cours de la prochaine décennie. Le PDG, Kim Seong-hyeon, a une vision claire des tendances du secteur coréen du recyclage des batteries usagées. Si l'objectif initial était de traiter les batteries mises au rebut en toute sécurité, la concurrence porte désormais sur l'efficacité de la récupération du nickel, du cobalt et du lithium. Jusqu'à présent, la concurrence s'est concentrée sur les équipements et les procédés.
À l'approche de 2030, les indicateurs relatifs aux matériaux, à l'environnement et aux critères ESG seront de plus en plus nécessaires, tels que : « Quelle quantité de métal recyclé est réellement incorporée dans le matériau de la cathode ? », « Quelle quantité de graphite recyclé est réutilisée comme matériau d'anode ? » et « Quelle quantité de dioxyde de carbone, d'eaux usées et de déchets de solvants est réduite lors du traitement d'une tonne ? »
À terme, le secteur du recyclage des piles usagées évoluera d'une industrie de traitement des déchets vers une industrie de valorisation des ressources produisant des matériaux réutilisables. Cosolus a défini son orientation stratégique en s'appuyant sur cette vision d'une ère du recyclage des piles usagées axée sur les matériaux et l'environnement. L'entreprise jouera un rôle de plateforme intermédiaire reliant le processus de recyclage des piles usagées aux marchés des matériaux de cathode et d'anode.
Les objectifs technologiques que nous visons d'ici 2030 sont également clairs. Concernant les matériaux de cathode, nous souhaitons quantifier la proportion de produits Corsolus utilisés dans les anodes contenant des métaux recyclés. Concernant les matériaux d'anode, nous souhaitons fournir des informations précises sur le pourcentage de graphite recyclé de haute pureté utilisé localement. À plus long terme, nous ambitionnons de développer le recyclage valorisant, où les ressources issues des batteries usagées sont continuellement transformées en matériaux secondaires et tertiaires.
Le PDG Kim Seong-hyeon a défini l'avenir de Cosolus en une seule phrase.
« La technologie chimique de Cosolus contribue à accroître la durabilité de l’humanité. »
Le PDG Kim Seong-hyeon œuvre à la création d'un monde où les batteries usagées ne sont pas simplement traitées, mais où de nouveaux matériaux sont conçus à partir de celles-ci. Il travaille à produire localement des agents d'extraction, auparavant importés, à valoriser le graphite usagé comme source de carbone et à créer un écosystème où anodes et cathodes circulent ensemble. En collaborant avec des entreprises de recyclage telles que Sungil Hitech et EcoPro C&G, Cosolus établit une nouvelle norme pour l'économie circulaire des batteries usagées. D'un pays pauvre en ressources à une nation productrice de ressources, d'une industrie de traitement des déchets à une industrie de recyclage des ressources à haute valeur ajoutée : telle est la nouvelle vision de Cosolus pour le recyclage des batteries usagées.
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