日本Toray建立了一項規模化技術,可將高耐久性、高選擇性的奈米過濾膜(NF)元件放大到實用尺寸,藉此將可從車載鋰離子電池(LiB)中以高純度、高產量回收鋰。此項技術可從含有鈷、鎳等多種成分混合的「黑色物質(Black Mass)」酸浸液中,以98%以上的純度、95%以上的收率回收鋰。今後將由韓國子公司Toray Advanced Materials Korea(TAK)進行量產。
此項技術的核心為Toray自行開發的架橋高分子膜,兼具高度耐酸性與小於1 nm的精密細孔結構。該膜可沿用一般NF膜的界面聚合法進行製造,因此能在TAK現有設備上生產;並透過聚合物化學結構的改良,使其即使在強酸環境中仍具有高耐久性。
市場上既有的耐酸性膜為保持機械強度,往往採取增加膜間作用力的方式,造成孔徑均一性下降,導致分離效率與收率降低。Toray則與Toray Research Center、Toray Techno等合作,利用高精度分析技術開發出同時兼具孔徑均一性與高耐酸性的膜材,使既有電池回收流程能以高效率回收鋰,並有助於整體處理製程的簡易化。
Toray已於2022年發表直徑2.5吋的實驗室級樣品。此次則成功突破技術瓶頸,確立4吋與8吋規格的量產技術,單支膜元件的鋰處理量預計可達實驗室版本的60倍。此外,膜材的離子選擇性也從原先1.5倍(相對於既有產品)提升至2.5倍。