讓鋰離子回到陰極，韓國科學家成功將廢電池變身新電池

鋰電池已經無所不在，廢棄電池對環境的影響愈來愈大，電池回收再利用已經是科學家關注的關鍵技術。最近韓國科學家從廢棄鋰離電池中回收陰極材料，成功將舊電池容量恢復成新電池。

電動車、手機和其他消費性電子產品引發廢電池管理的全球挑戰。電動車是一個正在成長的產業，估計到 2040 年，退役電動車數量預計將超過 4,000 萬輛，電動車電池中的金屬對環境和健康構成重大風險。

在傳統的電池回收方法中，廢棄電池被粉碎，並透過化學過程提取鋰、鎳和鈷等有價值的金屬，整個過程依賴高濃度化學物質和熱能，也非常耗時，並產生大量廢物，污染周圍環境。現在越來越多採用直接回收技術，在不發生化學變化的情況下回收和恢復原始材料，然而，這個過程的缺點是成本高昂，且涉及許多複雜的程序。

發表在《先進能源材料》期刊上的一篇研究，韓國科學家開發一種無需高溫處理，或有害化學物質，即可修復廢陰極材料的新方法。報告指出，新製程的重要步驟是將陰極材料浸泡在修復溶液中，使用修復溶液進行電偶腐蝕。

當兩種不同的材料在電解質環境中接觸時，就會發生電偶腐蝕，導致一種金屬選擇性腐蝕以保護另一種金屬。科學家使用的修復溶液，當中的溴與廢電池中的鋁接觸時會引發自發性腐蝕，在此過程中，電子從腐蝕的鋁中釋放出來，隨後轉移到廢陰極材料上，使陰極材料恢復到原始狀態，而且新方法不需要拆卸電池，可以在電池內完成。

研究團隊透過電化學性能測試證實，回收過程可將廢電池恢復到 100% 的原始容量，相當於新電池。科學家認為這種直接回收方式，可大幅減少碳排放、有助於建立循環資源經濟。

強制要求電池評估

韓國政府也支持廢棄電池產業，將打造一個結構化的再利用和回收系統，解決日益嚴重的廢電池環境問題。2027 年起，車主不可以將電池與其他汽車零件一起報廢，必須在拆除電池之前，通過國土交通省的強制性電池性能評估，製造商、保險公司也必須納入電池評估程序。

性能評估將評估電池的剩餘容量、電池電壓偏差，以及維護、檢查或召回紀錄。經過評估後，電池將分為三個等級，再製造、重複使用或回收。經過必要的維修後，再製造電池可以重新組裝成電動車。重複使用的電池雖然不適合電動車，但可以重新用於儲能系統等其他產品。回收的電池通常會受到外觀損壞，經過加工程序提取有價值的金屬，例如鋰、鈷和鎳。

分級後，電池將出售給相關公司用於各自的應用。對於再製造電池，政府計劃要求汽車製造商購買，重新組裝成新的電動車，使用再製造電池的車輛會有清楚標示。

韓國政府表示，目前當電動車報廢時，電池通常會被丟棄，車主往往沒有意識到它的價值，未來車主在拆卸電池之前進行評估，就可以確切知道電池的價值，並獲得適當的補償。

為配合歐盟新法規要求到 2031 年新電池含有特定百分比的回收材料，如 16% 的鈷、85% 的鉛和 6% 的鋰鎳，韓國政府宣布計劃在 2025 年引入韓國自己的可再生原材料認證制度，減少出口商採用國際認證的成本負擔。

(首圖來源：Unsplash)