金澤大學開發了一項在回收鋰離子電池(LiB)時,可於捲取隔離膜的同時剝離活性材料的「手部機構」。此機構利用雙指夾具(Gripper)進行捲取,同時透過刮刀(Blade)剝離活性物質,可同時實現隔離膜的回收與活性物質的分離,預期能大幅提高電池分解與再生的效率。
新機構的設計為刮刀環繞雙指夾具而設置。當手腕的馬達轉動時,首先夾具閉合,接著刮刀閉合,然後夾具開始旋轉。如此一來,只要夾具夾住隔離膜,隔離膜便會被刮刀夾持,同時在旋轉過程中將其表面附著的活性材料持續剝離。這三項動作(夾緊、刮取、旋轉)是透過行星齒輪組(Planetary Gear Mechanism)與摩擦差的設計,由一顆馬達驅動即可實現。實驗中,研究團隊以貼附樹脂片的薄膜作為隔離膜替代品,成功實現分離與捲取。
目前手部原型裝置仍使用樹脂材質,主要用於驗證動作原理。未來將需在實際的鋰電池材料上進行測試,並考慮到活性材料具有高度反應性,須慎選材料。研究團隊也計畫進一步將設計最佳化,使其能夠分別回收正極與負極材料。
鋰電池回收在歐洲正積極推進,並藉由法規強化執行。目前部分回收流程以燃燒電池後從灰燼中提取元素為主,但若能透過機械式的分解與分離自動化技術,將有望大幅降低回收成本。此外,金澤大學開發的裝置應用潛力不僅限於電池領域,亦可應用於薄膜表面上粉體或薄層材料的剝離與回收等其他領域。