一、全球電池市場發展與循環利用需求
全球鋰離子電池及其他新型電池市場正快速成長，市場規模從2020年約180 GWh增至2024年的1,100 GWh，成長幅度超過5倍，預計到2030年將超過3,500 GWh。2025年全球售出的汽車中，超過1/4為電動車，將降低交通部門的石油需求並增加電力需求。此外，大規模電池儲能系統可提升電網調度彈性，促進更多變動型再生能源併網，並強化電力系統韌性。
然而，大規模電池產業快速發展也帶來新的挑戰。預計到2030年，全球約有120萬個電動車電池將達到其設計使用壽命；到2040年，可能增至1,400萬個，因此，退役電池的廢棄物管理將成為亟待處理的重要議題。
電池循環利用被視為因應退役電池處理問題的重要技術途徑，包括回收、在車輛中重複使用，以及將電池重新應用於其他用途。此外，如果能回收部分電池關鍵材料，將有助於提高供應來源的多元性與韌性，同時降低對原生礦物開採的依賴及相關環境影響。
因此，歐洲專利局（European Patent Office, EPO）與國際能源總署（International Energy Agency, IEA）於2026年4月共同發布《Battery circularity: Innovation trends for a future source of critical materials》，透過全球專利資料分析電池循環利用領域的技術創新、主要申請人及區域發展情形，並歸納出以下五項關鍵趨勢。

二、從專利分析看電池循環利用的五項關鍵趨勢
(一)電池循環利用領域創新的成長速度超過其他電池技術領域
2023年，儲能技術在能源專利申請中的占比達到40%，其中電池循環利用相關專利成長尤其快速。自2017年以來，電池循環利用相關國際專利家族（International Patent Family, IPF）的複合年成長率達42%，高於充電式電池生產相關技術的16%，顯示電池循環利用已成為快速成長的技術創新領域。
(二)亞洲企業引領電池循環利用創新
2023年，亞洲申請人占全球電池循環利用國際專利家族的63%，其中中國企業影響力快速提升。2019年以前，豐田、LG及住友金屬礦山等日本與韓國企業居於領先地位；2019年之後，中國寧德時代（CATL）旗下電池回收子公司Brunp的申請量快速增加，並超越上述企業。2020年至2023年間，Brunp公司提出的國際專利家族數量更超過豐田的兩倍。從技術布局來看，汽車企業較集中於廢棄電池收集，礦業企業則較著重化學轉化技術；中國Brunp公司與韓國LG公司的專利活動則涵蓋電池回收價值鏈的多個環節。
(三) 中國在電池循環利用與關鍵金屬精煉領域的影響力持續提升
中國在電池循環利用國際專利家族中的占比，已由2013年的5%升至2023年的29%，其中中國Brunp公司專利申請量快速增加是重要因素。在2018年至2023年間，全球電池循環利用國際與國家專利家族合計中，約70%為中國國家專利家族。相較之下，電池循環利用領域的地理多樣性低於電池金屬精煉領域。電池金屬精煉領域主要由總部位於澳洲、加拿大和美國的公司主導，而這些國家在電池循環利用專利申請方面參與度較低。例如，歐洲在電池循環利用領域國際專利中占比已從2013年的22%下降到2023年的21%。
(四) 中國電池循環利用專利布局加速國際化
2018年以後，電池循環利用專利活動逐漸由中國國內專利轉向國際專利布局。國際專利家族占全球相關專利活動的比重，已由2018年約10%提高至2023年的約20%，顯示電池循環利用市場逐步朝國際化發展，也反映中國申請人日益重視海外專利保護。不過，目前國際專利家族占比仍低於2015年以前的水準。
(五)歐洲創新集中於電池的收集與預處理
歐洲申請人長期約占全球電池循環利用國際專利家族的20%，2013年及2023年占比分別為22%及21%。在技術布局上，歐洲在部分技術領域具有較高占比，包含遠端處理技術（占國際專利家族34%）、分離和固定化技術（占國際專利家族30%）以及熱解預處理後的濕法冶金萃取技術（占國際專利家族26%）。此外，歐洲擁有德國化學公司BASF、比利時循環材料科技公司Umicore等大型企業，以及研究機構與新創企業，顯示其具備發展互補性電池循環利用產業生態系的基礎。

三、電池循環利用主要技術
除了分析專利布局與區域創新趨勢外，EPO與IEA亦整理鋰離子電池循環利用的主要技術流程。如圖一所示，退役鋰離子電池回收大致可分為四個階段，包括穩定化與機械預處理、黑粉製備與分離、黑粉調質與冶金回收，以及直接回收與再生。前兩個階段主要著重於安全處理、拆解與材料分離；後續則透過調質、濕法或火法冶金，以及直接再生等方式，進一步回收關鍵金屬或恢復電極材料性能，提升材料再利用價值。
(一)穩定化和機械預處理
退役電池可能仍帶有電荷或因受損而存在熱失控風險，因此回收前須先進行放電、穩定化及安全處理。後續可透過拆卸或機械粉碎將電池分解；其中，拆卸有助提高物料純度，但受限於勞動需求與電池設計差異，因此規模化處理多採機械粉碎方式。
(二)黑粉製備與分離
機械粉碎後，可進一步分離出富含正、負極活性材料的黑粉（Black Mass），其中通常含有正極金屬氧化物、石墨、炭黑及少量鋁、銅等材料。後續可透過篩分、磁選、密度分離、浮選或靜電分離等方式，提高不同材料的分離純度。
(三)黑粉調質處理與冶金回收
黑粉通常需先進行熱處理、溶劑剝離（Solvent-based Delamination）或鹼處理，以去除黏合劑與其他雜質，再進入冶金回收程序，主要包括濕法冶金（Hydrometallurgy）與火法冶金（Pyrometallurgy）。濕法冶金主要透過酸浸與後續分離程序回收鋰、鎳、鈷及錳等金屬，材料回收選擇性較高；火法冶金則利用高溫熔煉回收鈷、鎳及銅等金屬，對不同電池化學組成的適應性較高，但能耗也較大，且鋰通常需要額外回收處理。
(四)直接回收再生
直接回收著重保留電極材料原有的晶體結構，例如透過再鋰化（Relithiation）、熱修復或化學修復，使材料重新恢復性能。相較於傳統冶金回收，直接回收具有降低能源與試劑消耗的潛力，但對原料分選及污染控制要求較高，目前大規模應用的成熟度仍低於濕法及火法冶金。