绿色科学联盟成立瑞士电池回收实验室

这家日本化工与绿色科技企业已在伯尔尼州的瑞士比尔/比恩创新园(SIPBB)建立了电池回收实验室。通过与瑞士电池技术中心合作,该公司旨在从废弃的锂离子电池中提取正极材料,这些材料可直接用于制造新的电池。原本需要经过单独金属提炼的流程将被取消。
该实验室于周一正式启用,GSA首席执行官森亮平与SBTC负责人克里斯蒂安·奥克森贝因出席了仪式。总部位于日本川西市的GSA专注于量子点、金属有机框架(MOFs)以及深共晶溶剂等领域的研究。比尔将成为该公司进入欧洲市场的窗口。而SBTC则负责材料分析、电极制造、电池单元的研发与测试以及回收工作。
作为原材料的黑色物质
研究的重点是所谓的黑色残渣。当电池报废后被粉碎并经过机械处理后,会留下一种深色粉末。这种粉末中含有用于在电池内部储存和释放能量的活性物质。在传统的回收方式中,需要利用酸或碱来提取锂、镍或钴等单一金属,之后还需经过多个额外的处理步骤才能重新制成正极材料。SHERLOCK研究项目正在探讨黑色残渣的差异性——这些差异取决于电池的化学成分、使用年限以及处理方法——该项目的目标是为黑色残渣制定质量标准。
GSA旨在缩短这一流程。该公司并非将黑色块状物中的阴极材料分解为各个组成元素,而是对材料进行再加工后直接重复使用。专家将此称为直接回收。这种做法旨在减少加工步骤和资源消耗。如果成功,生产新电池时所需的新鲜开采的原材料将会减少。不过,相关合作伙伴尚未披露该工艺的具体细节。
初步结果已经出炉:使用GSA再生阴极材料的电池,其初始容量已达到采用商用级材料制成的同类电池的90%以上。尽管这一数据看似令人振奋,但它只是参与者提供的实验室数据。关于充电循环次数、电池规格或独立测试的详细信息尚缺。该技术目前正在为镍锰钴电池和磷酸铁锂(LFP)电池的研发而应用。尤其是对于磷酸铁锂电池而言,找到一种具有成本效益的回收方法至关重要,因为这类电池不含镍和钴,单独提取这些金属在经济上并不划算。
可行性研究
比尔的劳动分工十分明确:GSA提供其回收技术,而作为SIPBB四个应用研究中心之一的SBTC则负责提供专业知识、基础设施及实验室空间。各方将共同检测处理后的材料,用这些材料制作电极和电池,并进行相关测试。最终目标是评估该工艺是否能够实现工业化大规模应用。
目前公共资金支持力度仍较为有限。第一阶段的资金来自瑞士资助机构Innosuisse提供的创新支票,该款项可用于支付瑞士合作方的费用,上限为15,000瑞士法郎(约合16,200欧元),专门用于必须在六个月内完成的可行性研究。各方将此视为开展联合研究的初步步骤。
欧洲需要回收材料
要求十分明确。欧盟电池法规规定,锂、镍和钴的回收率必须更高,而且从2031年8月起,新车辆电池中再生材料的占比也有最低要求。然而,电池回收在经济层面仍面临挑战:根据欧盟的Safeloop研究,目前每公斤电池组的损失约为1.90欧元。步骤更少的回收流程或许能提供解决方案。这些合作伙伴认为,大规模应用他们的方法还能减少对新开采原材料的依赖,提升欧洲电池供应链的抗风险能力。
研究机构也在寻求跨国合作伙伴。例如,明斯特的弗劳恩霍夫FFB在10月初与韩国的合作伙伴签署了意向书,涉及回收利用以及欧盟电池法规的实施等议题。GSA打算借助SIPBB的网络将其技术从实验室推向工业应用。目前尚不清楚在更大规模生产下是否也能实现90%的性能水平。