德國的科學家們最近開發了一種新方法，可以在乾燥處理鋰離子電池正極的回收過程中實現更可持續、成本效益更高的循環生產。這項研究出自明斯特大學的 MEET 電池研究中心及商業化學研究所，研究團隊設計了一個可以直接重用材料而不會破壞其結構的加工過程。這一創新方法依賴於乾燥處理的電極，避免了使用昂貴且有時具毒性的溶劑，選擇聚四氟乙烯（PTFE）作為粘合劑，這將加速綠色電池技術的採用。
據 MEET 電池研究中心和國際研究生學院 BACCARA 的博士生 Maike Michelle Gnutzmann 透露，這種回收方法可以透過機械乾燥處理成功實施並進行擴展。傳統的正極生產仍然在很大程度上依賴於濕處理。在這種方法中，正極和負極材料會與溶劑混合成漿料，然後塗覆到基材上。然而，乾電極處理等創新生產過程，作為濕處理的簡化和更環保版本，代表了電池電芯生產邁向更好且更具成本效益的重要一步。這種方法完全避免了使用昂貴且部分具有毒性的有機溶劑，通過選擇合適的粘合劑—高溫塑料聚四氟乙烯（PTFE）來實現。
為了加強電池的循環經濟，這些研究者從一開始就整合了回收的可能性，確保生產和再利用從一開始就能夠並行進行。為了解決這一問題，研究團隊開發了一種回收乾處理鋰離子電池正極廢料的方法，該方法依賴於溫和的機械研磨和顆粒化。由於基於 PTFE 的複合材料與鋁電流收集器的附著力較弱，因此正極材料可以在不使用苛刻化學品或極端高溫的情況下進行分層和回收，這樣可以保留活性材料的結構和 PTFE 粘合劑的網絡，使其能夠直接在生產中重用。
根據 Gnutzmann 的說法，在乾處理的正極中，研磨過程能將複合材料從電流收集器中分離，並將其破碎成顆粒。這一過程保留了所有成分，包括活性材料、PTFE 粘合劑和導電碳黑，完全保持其原始形態。Gnutzmann 在一份新聞稿中表示，「由於回收過程並未破壞相關材料，因此它們可以直接重用。」測試結果顯示，從回收材料製造的電極性能與由原始複合材料製成的電極相當，證明了更環保的工藝並不會妥協電池的質量。
一項生命周期成本評估（LCCA）顯示，即使在僅有五百分之一的廢料率下，這種方法也可以每千瓦時（kWh）節省約 0.8 美元 / 約 HK$ 6.24，這大約佔電極處理總成本的 2.6%。在較高的廢料率下，這種情況在大型工廠擴張期間較為常見，經濟和環境效益進一步增加。該團隊認為，這種方法不僅在可持續性考量上具有吸引力，還因為其成本效益而對工業應用十分合適。除了降低成本外，這種方法還能減少碳足跡。在五百分之一的廢料率下，回收過程能將排放降低約 2.4%，隨著生產規模的增長，減少的幅度將會更大。這項研究已發表在《先進能源材料》期刊上。
