既有鋰離子電池在回收過程中其成分混合成黑色物質,當中雖含有豐富的電池所需材料,但分離有其困難度。而固態電池由於黑色物質內混入了固態電解質,因此各材料的分離更顯不易。美國賓州州立大學(PSU)重新調整了固態鋰電池的設計,開發了一項所有組件皆可簡單回收的全固態電池。
為了促進回收再利用,賓州州立大學在電極與電解質的界面間插入兩層聚合物層。在回收過程中透過溶解聚合物層,將能防止電極與電解質混合並予以輕鬆分離。回收的金屬與複合固體電解質粉末透過冷燒結(Cold Sintering)結合。冷燒結是一種透過使用溶劑施加壓力在低溫下將粉末材料製成緻密形狀的技術。透過在以冷燒結結合的電極與固體電解質上添加聚合物層,重建電池組成,整體電池將能全部予以回收再利用。在測試其性能後,確認改造後的電池放電容量達到了原始電池的92.5~93.8%。
全固態鋰電池的商業開發仍處於早期階段,尚未達到實用化。此次的研究成果將可望為設計回收電池提供了重要的見解與創意。