工研院研發鋰離子電池回收技術,再生料每公斤價格增加 10 倍

作者 | 發布日期 2022 年 01 月 18 日 16:00 | 分類 能源科技 , 鋰電池 , 電池 Telegram share ! follow us in feedly


因應電動車的蓬勃發展及鋰電池正極材料大量需求,工研院投入將廢棄鋰離子電池的黑粉,提純成為價值較高,且純度較高的硫酸鈷、氧化鈷,可作為鋰電池正極材料的化工原料。為期 3 年,已獲得關鍵技術,並達到試量產的階段。

據環保署統計,2021 年二次鋰電池(含電動汽機車、3C 產品及含二次鋰電池商品)之回收量約 600 公噸,占整體廢乾電池回收量約 15%。尤其聚焦電動車累積總量已 8,000 輛、電動機車累積銷售量 50 萬輛的百萬電動車市場,環保署預估,2025 年台灣二次鋰電池廢棄量年約 1,100 公噸,目前台灣 6 家處理廠處理量能每年約 2,200 公噸,屆時足以處理排出之二次鋰電池。

工研院計畫導入精密物理分選、萃取及純化,進階分離提純關鍵原物料,帶來的成果是國內業者有能力處理國內每年所產生約 1,100 公噸廢棄二次鋰電池,消除廢棄鋰電池的環境危害,亦提早布局建立國內完善專屬回收供應鏈體系,提升產業用料供需安全考量。

工研院表示,利用本技術處理模式可將較低價之正負極混合粉體,分離純化轉生成高附加價值之氧化鈷,每公斤價格增加 10 倍以上。而其他金屬亦可透過製程萃取出並再使用,更符合整體經濟效益及全循環之概念。相關成果除持續協助國內合法處理業者進行技術提升外,目前更與責任業者簽署合作備忘錄,積極推動成果落地中。

鋰電池中含鈷、鋰、鎳、錳、銅等有價金屬資源,台灣產業所需皆仰賴進口,隨著電動運輸工具大力推動下,帶動鋰電池市場蓬勃發展,原材料需求量持續升高。根據 3C 產品及電動運具的銷售額推估使用汰換週期來計算,預估 2025 年,台灣每年將有 1,100 公噸之廢棄鋰離子電池排出。

工研院針對廢二次鋰電池提取高純正極前驅物原料之驗證,將正負極混合粉經物理精密分選,可有效去除鐵、銅、鋁等雜質,再透過調控酸鹼分離純化程序,搭配不同還原劑比較鈷離子之浸出比例,將正負極混合粉體以低耗能與高效率的模式,分離純化提取正極前驅物原料,整體鈷的提取率可達 98%以上。利用高溫熱還原製程將再生料再製成氧化鈷,含鈷量可大於 71.06wt%,雜質小於 300ppm,符合工業級原物料規格,最後進行再生料產品的試量產試製及驗證。

環保署回收基管會執秘王嶽斌指出,過去國內技術在破碎處理後,含有價金屬的正負極混合粉大部分輸出國外,剩下「黑粉」僅能作為煉鋼輔料,每公斤只有 80 元的價值,但在此技術的精密分選與純化處理後,其中的氧化鈷目前行情每公斤 800 元是原來 10 倍,且隨著國際需求與產地政經狀況,預估價格會波動的越來越快、越來越高。氧化鈷可作為電池與化工原物料,重新回到鋰電池的製造,不僅將有價資源留在台灣,更是高值循環再利用,落實循環經濟遠景。

(首圖來源:shutterstock)