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回收廢鋰電池再生技術 朝陽環管系發明專利

2019-07-01 08:59經濟日報 蔣佳璘

隨著 3C 產品與電動車蓬勃發展,鋰電池在全球的使用量逐年上升,但您知道嗎?廢鋰電池若未妥善回收處理,將會造成環境與資源極大的衝擊,甚至產生生態毒性。為避免廢鋰電池造成公害污染及資源浪費等問題,朝陽科技大學環境工程與管理系近五年來在環保署資源回收基管會及科技部支持下,完成一系列液態離子交換、協同電透析、協同錯合反應等廢鋰電池回收技術研發,自三元系廢鋰電池中分離、純化、沉澱或電解出純鈷、鎳、錳、鋰金屬鹽或金屬,已取得6項發明專利,及1項美國發明專利審查中,並陸續技轉授權,成果亮眼。

朝陽科大環管系王文裕副教授向學生講解液態離子交換萃取,分離純化廢鋰電池正極鈷與鎳...
朝陽科大環管系王文裕副教授向學生講解液態離子交換萃取,分離純化廢鋰電池正極鈷與鎳之原理。 朝陽科大/提供

多年進行回收廢鋰電池再生資源之研究有成的朝陽科大環管系副教授王文裕表示,一部特斯拉(Tesla)電動車的鋰電池超過7,500顆,共350公斤;電動機車市占率第一的Gogoro則有兩組各120顆,共12公斤。以2018年電動小客車及電動機車領牌數估算,5年後將產生1,300噸廢鋰電池;另3C產品約產生2,200噸廢鋰電池,總計3,500噸,龐大的數量十分驚人。

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對電動車及再生能源儲能系統而言,鋰電池是能源心臟;但對環境與資源而言,回收廢鋰電池則是必要的循環經濟。根據朝陽科大環管系的研究,廢鋰電池破碎、分選後,主要分為外殼、正極鋁箔、正極材料、塑膠隔離膜、負極銅箔、負極導電碳。正極材料為鈷鎳錳鋰合金氧化物,鈷是主要的關鍵金屬。典型的廢鋰電池正極材料約含鈷7%、鎳4%、錳5%、鋰1.8%。而實際拆解廢鋰電池正極材料的鎳、錳、鈷比例不一,鋰則為鎳錳鈷的總化學計量比。

朝陽科大環管系擁有綠色產品驗證中心TAF認證實驗室,以及專業的研究團隊,鋰電池回...
朝陽科大環管系擁有綠色產品驗證中心TAF認證實驗室,以及專業的研究團隊,鋰電池回收技術獲肯定。 朝陽科大/提供

行政院已於2017年底宣示2040年將全電動車化,以每年44萬輛小客車新車估算,2045年後每年會有154,000噸廢鋰電池,以每顆鋰電池7%含鈷量,及近三年平均鈷價計算,鈷的年產值即達台幣190億元。朝陽科大環管系王文裕副教授表示,目前國內廢鋰電池的年回收量尚低,主因為鋰電池約有5年的使用壽命時差,加上消費者仍持有多數失效鋰電池,為了提升廢鋰電池的高值化,除了提高民眾的回收意識,也需要政府與產業的共同參與,建立完善的回收機制,透過良好的技術與相關法規的配合,達到有效的循環經濟模式與市場。

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