日本鋰電池回收現況(上)

刊登日期:2015/11/16
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馮芳瑞/工研院材化所

鋰離子電池的回收,一直是個重要但難以實現的議題,其原因在於目前鋰離子二次電池之主要應用,仍然鎖定在小型可攜式電子產品,例如3C 產品與中小型家電,使用者複雜且分散。再加上鋰離子電池之劣化評估機制並不普遍,因此,電池之回收相當困難。

近年來,隨著鋰離子電池技術與高效率電子元件技術的進步,鋰電池的應用與鋰電池的尺寸,不再侷限在小型 3C 產品與小型家電。根據日本 NEDO 的產業技術報告發現,未來的二十年,將是中大型鋰離子電池起飛發展的關鍵,主要市場將鎖定在電動車、智慧電網、工業重載應用與民生住宅應用等方向。圖一是次世代自動車( HV, PHV, EV )之市場評估數據,在可預見的將來,電動車的年銷售數量將可能從 2014年的 200萬台/年成長到 2030年的 1400萬台/年,由此可知,鋰離子電池的應用載具與市場將越來越廣泛。


圖一、次世代自動車(HV, PHV, EV)之市場評估

由於鋰電池的應用將越來越廣泛,使用量也越來越大,日本為了避免將來鋰離子電池造成可怕的環境污染問題,因此,日本政府在 2014 年投入 25億日元,提供鋰離子電子回收產業進行研究發展,並且鼓勵產品在設計階段,即需考慮 4R( Reuse, Refabricate, Resell, Recycle )。 其中以電動車由於市場需求與普及化程序較快,因此,各家車廠均導入4R 設計,並開始著手研發汽車相關零組件之 4R設計,其中,最受大家矚目的就是鋰電池回收技術[4]。回收離子電池除了有減少環境污染的社會責任之外,更可以取得貴重與稀有金屬的經濟好處。

目前,在日本進行車用電池回收的集團涵蓋了大部份的汽車工業大廠,各廠之實施概要與實施流程說明如下:
(1)    日產集團與住友商事共同合資4R Energy,主要回收鋰電池 (如圖二) 。
(2)    太平洋水泥與松田產業發展非煉鋼體系之電池回收系統,主要回收鋰電池(圖三)。
(3)    豐田集團旗下事業部豐田化學、豐通回收與住友金屬鑛山共同執行,主要以鎳氫電池回收為主,正在發展鋰電池[7] (圖四)。
(4)    本田與日本重化學工業共同開發鎳氫電池回收技術(圖五)。
(5)    三菱集團旗下的三菱化學回收電解液(圖六)。



圖二、日產集團與住友商事之鋰電池回收流程

其中,以太平洋水泥株式會社與松田產業株式會社的組合最為特別,同時,也是唯一號稱可達 100% 再回收、再使用與零污染的產業組合。根據太平洋水泥中央研究所所長三浦啟一的說法:”鋰電池經過這個製程後,理論上可以 ---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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