18650鋰電池的的結構，它是正極、負極、隔膜、電解液，以及捲繞式電極結構組成。在本篇報導中，清理的是覆蓋在負極（石墨）表面的奈米級薄膜。
人累了一天，總想泡個熱水澡來恢復精神，想不到鋰電池也可以利用「泡澡」來回復性能。美國康乃爾大學在研究鋰電池的回收技術時，提出一種特殊的「電化學浴」技術，不必將電池粉碎回收，只要替電極去除老化表層，就能讓原本已經衰退的電池，恢復約95%的容量，相當於延長使用壽命。
新阿特拉斯(New Atlas)報導，這項研究刊登於《能源與環境科學期刊》(Energy & Environmental Science)，研究團隊認為，未來有望大幅降低電動車電池的回收成本，也減少製造新電池所需的能源與原料。
許多人都有相同經驗，手機用了幾年後，即使顯示100%電量，也不像剛買時那麼耐用；電動車也是如此，使用多年後續航力會逐漸下降。
原因之一，就是電池電極表面會形成一層名為*固態電解質界面（SEI）的薄膜。這層薄膜其實是電池正常運作不可缺少的一部分，就像替電極穿上一層保護衣，能避免電解液持續分解，因此所有鋰離子電池都需要它。
然而，隨著電池反覆充放電數百甚至上千次，這層膜會越長越厚，讓鋰離子進出電極變得愈來愈困難，就像水管裡累積了厚厚水垢，水流自然變小。電池內阻因此增加，充電速度變慢，可儲存的電量也逐漸下降，最後被判定為「報廢」。
但實際上，很多時候真正老化的並不是整塊電極，而只是這層保護膜變得太厚。
目前大多數鋰電池回收，都必須先將電池完全放電，再拆解成電芯，接著利用機械將電池粉碎，變成俗稱「黑粉」（Black Mass）的混合材料，再透過高溫熔煉或化學溶劑，把鋰、鎳、鈷、錳等金屬重新提煉出來，最後再製造成新的電池。
換句話說，即使電極本身仍然完好，也必須先打碎，再花費大量能源把材料提煉出來重新製造，整個流程既耗能又昂貴。
DEER技術清理掉增厚的SEI膜，也就恢復了電池的化學反應。(圖/AI)
康乃爾大學提出的新方法，則完全改變了這種思維。
研究團隊將它命名為「直接電極間再生」(DEER)，他們先拆開報廢電池，完整取出電極，再放進一種特殊電化學溶液中。這種溶液能夠選擇性溶解老化、增厚的SEI層，卻不會破壞電極本身，就像替電極進行一次深層清潔，把多年累積的「污垢」洗掉。
更有趣的是，清洗完成後，電極表面還會留下薄薄一層氟化鋰保護層，可減緩新的SEI再次快速增厚，使修復後的電池循環壽命甚至比研究人員原本預期更好。
研究顯示，經過DEER處理後，電池可恢復約95%的原始容量。研究團隊更進一步測試，再次使用一段時間後，又利用同樣方法進行第二次修復。結果顯示，這顆經歷第三次生命週期的電池，仍保有約90%的原始容量。此外，研究團隊利用阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）開發的模型分析發現，相較於傳統回收方式，DEER可望降低約56%的再生成本，同時減少水資源消耗與空氣污染物排放。
不過，研究人員也強調，DEER並非能修復所有退役鋰電池。這項技術主要是去除電極表面過度增厚的固態電解質界面（SEI），適用於因SEI老化而導致容量衰退的電池。若電池已經出現鋰枝晶、電極裂解、活性材料剝落、隔膜破損等不可逆的結構性損傷，僅靠電化學浴便無法恢復性能。因此，目前最適合的對象，是健康度仍維持約70%至80%、內部結構尚完整的退役電動車電池。
未來研究團隊希望進一步改善鋰流失等其他老化機制，讓更多退役電池能透過修復而非粉碎回收，再次投入使用。如果這項技術能順利邁向量產，代表許多電動車電池在退役後，不必急著拆解提煉金屬，而是像替電池做一次「深層保養」，便能恢復大部分性能，不僅可減少鋰、鎳、鈷等關鍵礦物的消耗，也有助於降低電池生產成本與碳排放，為鋰電池循環利用提供新的方向。
2026/06/27 07:44
轉載自中時新聞網: https://www.chinatimes.com/realtimenews/20260627000096-260408
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