未來10年百萬顆退役 電動車電池循環再生三面向（ 08/25/2021 EIC環境資訊中心）

（綜合外電；姜唯 編譯；林大利 審校）隨著車廠和政府承諾增加電動車數量，預計到2030年將有1.45億輛電動汽車上路。雖然電動汽車可以在減少排放方面發揮重要作用，但它們也帶來潛在的環境定時炸彈——電池。

根據估計，從現在到2030年之間，將有超過1200萬噸的鋰電池退役。這些電池不僅使用大量的原材料，包括鋰、鎳和鈷，而且採礦可能影響氣候、環境和人權。電池的壽命結束時也會成為堆積如山的電子垃圾。

專家表示，隨著汽車業開始轉型，現在該規劃電池如何壽終正寢，減少對採礦的依賴並保持材料的循環流通。

電動車電池第二春

數億美元的資金正挹注回收相關的新創公司和研究中心，以找出如何拆卸廢電池和大規模提取有價值金屬的方法。

世界經濟論壇循環經濟專案負責人彭寧頓（James Pennington）說，如果我們想用有限的材料做更多事情，回收不應該是第一個解決方案，「首要最佳辦法是延長使用時間。」

隆德大學環境政策學者里希特（Jessika Richter）表示：「電動汽車電池首次退役時，其實還有很多電池容量。這些電池可能不再能夠推動車輛，但還可以儲存太陽能或風電場產生的電力。」

幾家公司正在進行試驗。能源公司Enel Group正在西班牙梅利利亞的一個獨立於國家電網的儲能設施中，使用從日產Leaf汽車退役的90顆電池。在英國，能源公司Powervault與法國車輛製造商雷諾合作，將退役電池用於家庭儲能系統。

建立鋰離子電池的第二春還有另一個好處：取代有毒的鉛酸電池。非營利組織Pure Earth的負責人富勒（Richard Fuller）說，只有大約60%的鉛酸電池用於汽車，另外有20%用於儲存太陽能，主要是在非洲國家。

富勒說，鉛酸電池在溫暖的氣候下通常只能使用兩年左右，因為熱會使它們劣化得更快，因此時常需要回收。然而，在非洲很少有設施可以安全地做好這件事。

相反地，這些電池經常在住宅後院裂開、熔化，使回收者及其周圍環境暴露於鉛，而鉛是一種沒有已知安全水準的強效神經毒素，會損害兒童的大腦發育。富勒表示，鋰離子電池是一種毒性更低、壽命更長的儲能替代品。

鋰離子電池回收競賽

彭寧頓說：「當電池真正用完的那一天，就該回收它了。」

鋰離子電池回收業背後有很大的力量在推動。特斯拉8月發表的衝擊報告中宣布，該公司已開始在內華達州的超級工廠建立回收設施，以處理廢電池。

附近的紅杉材料（Redwood Materials）由特斯拉前技術長史特勞貝爾（JB Straubel）創立。該公司在內華達州卡森市展開業務，7月份籌資超過7億美元，還計畫擴大業務。紅杉材料的工廠接收廢電池，提取銅和鈷等有價值的材料，然後將精煉金屬送回電池供應鏈。

然而，雖然電池回收變得越來越主流，重大的技術挑戰依然存在。

其中之一是回收商必須破解其複雜設計，以獲取有價值的組件。英國電池製造新創Aceleron聯合創辦人康明斯（Carlton Cummins）表示，鋰離子電池的設計很少考慮可回收性，「這就是回收商痛苦之處。他們很想做這樣的工作，但只有在廢電池送到達家門口時他們才能獲得相關資訊。」

康明斯和另一位聯合創辦人強丹（Amrit Chandan）特別指出一個設計缺陷：組件的連接方式。康明斯說，大多數組件都焊接在一起，這有利於電氣連接，但不利於回收利用。

Aceleron的電池用鎖固的方式將組件的金屬端點緊壓在一起，日後可以鬆開完全拆解，或移除和更換單個故障組件。

簡化拆卸也有助於減輕安全隱患。鋰電池處理不當可能會造成火災和爆炸風險。「如果能把它拆解成小組件，可保證不會傷害任何人，」康明斯說。

待改變的回收系統

即使解決了技術挑戰也無法保證成功。歷史上，建立妥善運作的回收業困難重重。

例如，鉛酸電池的回收率很高，部分原因是法律要求——汽車電池中多達99%的鉛被回收。但是，若最終經手的是不當的回收設施時，就會產生污染的可能。廢電池最後通常會交給個體戶回收商，因為他們支付的金額可能比正規回收商更高，後者必須承擔更高的營運成本。

鋰電池的毒性或許較低，但它們最終仍需要安全的回收處理。 「產品往往會往阻力最小的路線流動，所以必須讓正規處理路線阻力更小，」彭寧頓說。

立法可以提供一些幫助。雖然美國尚未實施強制要求鋰電池回收的聯邦政策，但歐盟和中國已經要求電池製造商支付建立收集和回收系統的費用。彭寧頓說，這些資金可以幫助補貼正規的回收商，使他們更具競爭力。

去年12月，歐盟提議全面修改其電池法規，其中大部分針對鋰電池，包括電池回收率要達70%，鈷、銅、鉛和鎳回收率要達95%，鋰回收率70%，以及2030年新電池中回收含量的強制性最低水準，以確保回收商有市場，並使它們免受商品價格波動或電池化學成分變化的影響。

里希特說：「這些法案還沒完全成型，但已經相當積極。」

資料也是一個辦法。歐盟和公私合作的全球電池聯盟（Global Battery Alliance, GBA）都在研究電池的「數位護照」，一種包含其整個生命週期資訊的電子紀錄。「我們正在考慮使用QR code或無線識別檢測設備。」GBA電池護照計畫負責人弗倫（Torsten Freund）說，如此可以報告電池的健康狀況和剩餘容量，讓汽車製造商用於再利用或回收設施。有關材料的資料可以幫助回收商了解鋰電池的無數化學成分。一旦回收變得更加普遍，護照還可以顯示新電池中回收成分的含量。

里希特說，另外值得注意的是，永續交通不僅僅是電動汽車，步行、騎自行車或乘坐公共交通工具不應被忽視。「重點是，我們可以在非永續的系統中擁有永續的產品。」

參考資料
衛報（2021年8月20日），Millions of electric car batteries will retire in the next decade. What happens to them?
https://www.theguardian.com/environment/2021/aug/20/electric-car-batteries-what-happens-to-them

完整內容請見：
https://e-info.org.tw/node/232064

♡

#電源設計 #電池管理系統BMS #可攜式銷售點POS #保護元件 #USB-PD #Type-C

【保護元件，小兵立大功】

先進的設計理念有助於避免或完全消除由過電流、過電壓、過熱狀況引起的損壞，以提高行動設備的可靠性和使用壽命，包括可攜式銷售點 (POS)。設計人員面臨的挑戰包括保護產品免受諸如人為觸摸和過電流引起的靜電放電 (ESD) 等危險，以及使用電源適配器交流電源線產生的瞬態事件；另一個挑戰是需要開發可延長電池壽命並安全加快電池再充電時間的產品，以最小化 POS 終端停機時間。

鋰離子電池的使用使設計人員可以在小型電池組中提供高能量密度，並可以實現快速充電能力；但是，設計人員需要管理充電週期並監視電池，以免損壞電池組。設計人員面臨的第三個挑戰是確保他們的產品符合適用的標準。不遵守標準會妨礙新產品及時推向市場。國家認可的測試實驗室拒絕產品會引起重新設計工作和重新測試從而導致收入損失，進而導致產品延遲交付市場。

用於產品保護和問題檢測元件有很多種，包括：熔斷器、壓敏電阻、瞬態電壓抑制器、ESD 抑制器和溫度檢測器。雖然鋰離子電池組在緊湊型電池中具有較高的能量密度，但如果受到外部短路的影響，它們很容易發生熱失控。電池管理電路為電池組提供保護功能，但設計人員仍應考慮使用可復位過電流保護元件，如：聚合物正溫度係數 (PPTC) 元件，為電池組提供過電流保護。

延伸閱讀：
《利用強大的保護技術最大限度地延長移動銷售點 (POS) 的正常執行時間》
http://www.compotechasia.com/a/tech_application/2021/0527/48024.html

#利特Littelfuse

工研院首推CES虛擬展示館　AI、機器人、數位醫療受關注

2021年01月11日 15:36
記者姚惠茹／台北報導

工研院今（11）日宣布，全數位化展出的CES 2021即將在美國時間1月11日登場，今年工研院因應疫情，首度以虛擬展示館參加CES 2021數位展，發表AI人工智慧、機器人、數位醫療等三大熱門技術主題，提供全新直覺式線上觀賞12項創新技術3D影像，吸引數十家國內外業者洽詢合作。

1.自學式電池管理系統技術

以獨創的AI演算法針對環境、電池劣化、駕駛行為等動態變化對電池資訊做即時校正，直到電池組汰役前均可準確電池劣化程度以及剩餘里程，更可幫助電池平衡等控制策略提升電池組的使用壽命、安全性與汰役再利用的價值。

2.類人雙臂機器人的仿生手掌

擁有仿生手掌抓取形狀不規則物件，拿書、名片、手機、或寶特瓶，連彈電子琴都可以，而且擁有兩隻七軸手臂，單臂總重15 kg、荷重比0.3、重現性0.02mm，動作靈活自由，提供類人作業能力，能從事多元工作。

3.UVC LED流動水殺菌模組

利用UVC紫外光具有殺菌的功能，透過特殊的機構設計，讓UVC紫外光對流過的水作殺菌，除菌率可達99.9%以上，模組並利用LED可高速開關特性，以水流動感應啟動，可省下約50%用電量，具啟動時間快、耗電量低、壽命長、無汞、尺寸小的特點。

4.心臟守護貼「全球第一台非侵入式守護心臟儀器」

可非侵入性測量肺動脈血流速、血液輸出量、心輸出量與心跳，評估人體血循環與心血管狀況，安全、快速、準確，還可以監測心房震顫並加以預防，具備微小化、高感度、低功耗的特色，可長時間監測收集心血管資料，讓醫護人員掌握健康狀況。

5.智慧感知照護衣

結合耐水洗導電紡織品與奈秒脈衝近場感測技術（NPNS），突破傳統智慧衣必須貼身量測的限制，以非接觸式微型低功率雷達即時感測心率、呼吸等生理數據，可應用在長者健康照護、醫療管理，減低醫護人力負擔。

6.iDarlingWeaR嬰幼兒智慧照護裝置

獲CES 2021 Innovation Awards，毋須接觸嬰幼兒身體或皮膚，將裝置穿戴在其身上，便可即時偵測並記錄嬰幼兒之心跳與呼吸，透過藍芽裝置，將蒐集到的嬰幼兒生理資訊，傳送到父母或照護者的行動裝置，隨時掌握嬰幼兒生理狀況，讓爸媽方便照顧嬰幼兒。

7.心照護穿戴裝置iCardioGuard

整合「複合式生理感測」及「心血管與心理狀態分析演算軟體」，透過直接量測胸口、經由心跳帶、運用電極貼片或結合智慧衣等方式量測，只需3秒鐘，就能即時偵測並紀錄心跳與呼吸；再透過藍芽裝置，將蒐集到的生理資訊，傳送到行動裝置，經由App即時了解身體狀態。

8.智能化手持超音波影像系統

全台第一台智能化手持超音波影像系統，包括重量350克、長度16公分，成功縮小超音波儀器，不需要任何線路就能操作，內建鋰電池，可連續使用1至1.5小時，並透過Wi-Fi可即時傳輸到手持裝置觀看，可依據情況搭配不同的超音波探頭，廣泛應用在內科、婦產科、復健科，弭平偏鄉醫療差距。

9.睡眠學習技術

WiFi Radar感測技術以非接觸的方式，運用低功率的電波偵測使用者的睡眠狀態與品質 ，當偵測人體進入深睡期後，透過設備播放白天學習資料，刺激大腦海馬迴將短期記憶轉化至大腦皮層成為長期記憶，可應用於睡眠呼吸中止狀態的偵測，可協助阿茲海默失智症早期診斷。

10.手持式光學同調斷層掃瞄儀 膚質檢測新利器

「手持式光學同調斷層掃瞄儀」是以非侵入式的「光學同調斷層掃描技術」，即時呈現皮膚組織的斷層結構影像，提供表皮與真皮層交界面皺褶程度、膠原蛋白密度、血管形態、毛囊狀況等膚質型態資訊，能夠看到皮下2毫米皮膚組織狀況，解密皮下膚質快又精準，為保養品功效提供科學實證。

11.腰椎X光片智慧量測技術

運用「深度學習」和「影像處理演算法」定位出X光影像中各節脊椎的位置，透過各定位點精算出腰椎節X光影像關鍵參數，包括腰椎前突角(lumbar lordosis, LL)、骨盆入射角(pelvic incidence, PI)等五十二個維度之量測物理量，及各椎節滑脫之異常偵測。

12.糖尿病視網膜病變AI診斷輔助分析系統

目前唯一可偵測四種主要的視網膜病徵，並清楚標示位置的AI判讀技術，可有效輔助醫師針對病變嚴重程度的判讀，結合醫師專業知識與人工智慧分析的人腦與AI雙腦協作，更有效率協助非眼科醫師進行糖尿病眼底影像的細微病變判讀，提供糖尿病視網膜病變五個級別的分類模型。

附圖：▲工研院智能化手持超音波影像系統 睡眠學習技術 自學式電池管理系統技術 類人雙臂機器人。（圖／工研院提供）
▲工研院自學式電池管理系統技術。（圖／工研院提供）
▲工研院智能化手持超音波影像系統 睡眠學習技術 自學式電池管理系統技術 類人雙臂機器人。（圖／工研院提供）
▲工研院智能化手持超音波影像系統。（圖／工研院提供）
▲工研院睡眠學習技術。（圖／工研院提供）

資料來源：https://finance.ettoday.net/amp/amp_news.php?news_id=1896175&from=m.facebook.com&fbclid=IwAR3aiI_5KpctoXYjTJtC-AQ30s7eukvA-KZexe_vHusnqDiq1aDSgfCft2U