一、前言
隨著全球能源轉型加速，鋰離子電池在電動車、儲能系統等領域的需求快速成長，然而也伴隨著安全風險增加與廢棄電池衍生的環境與資源挑戰。為提升鋰電池的安全性與永續性，全球各國研發單位與新創企業積極投入材料創新與回收技術開發，針對電池熱失控、易燃風險、回收效率低落與製程高耗能等問題，提出多元解決方案。包括加拿大、美國、英國、巴西等地的研究團隊已推出結合物聯網、液化氣電解質、矽基固態材料、濕法冶金、超音波奈米乳化與直接前驅物合成等創新技術，如圖一。

以下摘整六項具代表性的國際創新案例，聚焦提升電池安全性與強化永續性兩大主題。

二、提升鋰離子電池安全性的創新案例
(一) 導入物聯網監控與模組化設計的鋰電池系統
開發單位/廠商：加拿大 UgoWork
為解決傳統鉛酸電池的效率較低的問題，加拿大能源服務公司UgoWork整合物聯網（IoT）監控、模組化設計及可回收功能，開發創新鋰離子電池系統。該技術可在 30 分鐘內充電至 80%，大幅縮短停機時間，提升整體營運效率，同時具備高度可回收性。UgoWork採用能源即服務（Energy-as-a-Service）的經營模式，並導入即時車隊監控功能，協助企業優化能源管理與營運效率。該公司預計於2026年前結合先進的AI及IoT技術，聚焦於車隊電氣化和能源效率提升。
然而，鋰電池仍面臨如熱失控（thermal runaway）、火災風險及原料開採對環境的潛在衝擊等挑戰，需透過設計與管理機制持續加以改善。

(二) 以液化氣電解質降低易燃風險與提升低溫性能
開發單位/廠商：美國 South 8 Technologies
美國 South 8 Technologies 開發出液化氣電解質（LiGas®）技術，有效解決鋰離子電池熱失控風險、低溫效能不佳及高成本問題。該技術能讓電池在-60°C 至 +60°C 的溫度範圍內安全運行，並在低溫下維持電池性能（-20°C 下保有96%能量，-40°C 下保有87%能量）。當電池破損時，電解質以氣態形式安全釋放，降低易燃風險。此外，液化氣電解質也相容於無鈷的陰極材料，降低成本與環境爭議，並可沿用現有電池製程，具備商業化潛力。截至 2025 年，South 8 Technologies 已申請 36 項專利。

然而，該技術之電解質需加壓保持液態，對製造與封裝有較高要求，仍需進一步優化技術與擴大量產規模加速商業化發展。

(三) 採用矽基固態電解質強化電池熱穩定性與能量密度
開發單位/廠商：美國 Blue Current Inc.
為解決傳統鋰離子電池液態電解質的熱失控風險及能量密度限制等問題，美國 Blue Current Inc. 開發出創新的矽基固態電池技術。其電池採用高矽陽極與複合式固態電解質，不含液態成分，可在低壓（約1 MPa）下運作，通過釘刺與過充測試，具極高安全性與熱穩定性，能量密度目標可達900 Wh/L。該設計同時相容於現有鋰離子電池生產線，具擴產與成本優勢。該公司已取得78項專利，包含複合式固態電解質、矽陽極和低壓製程。

然而，儘管該技術具發展潛力，仍面臨固態電池在低溫下性能下降、固態電解質脆性高、表面阻抗及成本過高等挑戰，需進一步擴大試驗與示範應用規模。

三、強化鋰離子電池永續性的創新案例
(一) 應用低排放濕法冶金技術提升回收效率
開發單位/廠商：巴西 維索薩聯邦大學（Universidade Federal de Viçosa, UFV）
隨著電動車與儲能市場快速成長，廢棄鋰離子電池數量激增，若未妥善處理，將造成有害物質外洩與資源浪費。巴西維索薩聯邦大學（UFV）開發出一種低排放濕法冶金（hydrometallurgical）技術，可有效回收鋰離子電池中的有價金屬和材料。該回收流程包含預處理（機械分離）、金屬萃取（濕法浸出與選擇性沉澱）、純化和精煉（電化學回收與熱處理），最後將回收材料再利用於新電池生產。創新技術的材料回收率超過90%，並可較傳統火法冶金(Pyrometallurgy)的回收技術降低40%能耗、減少80%溫室氣體排放。

然而，該技術尚處於實驗室試驗階段，仍須進一步大規模示範與驗證其經濟可行性。

(二) 利用超音波乳化技術分離與回收高純度材料
開發單位/廠商：英國 萊斯特大學（University of Leicester）
傳統鋰電池回收方法（如火法冶金和濕法冶金）需消耗大量能源，產生高碳排放，且常用強酸等有害化學品，會破壞電池中有價值的金屬氧化物結構，降低回收材料的再利用價值。英國萊斯特大學開發出創新的鋰電池回收技術，透過油包水超音波奈米乳化技術(ultrasonic oil-in-water nano-emulsion technique)實現高效、低能耗的電池材料分離與回收。利用超音波產生奈米級油滴吸附石墨，同時分離鋰金屬氧化物，無需使用強酸或高溫，僅以簡單過濾方式完成高純度回收。與傳統回收方法相比，該技術能耗僅約 1%，對環境影響極小，並能達成高達 96.6% 的陰極材料純度。

然而，該技術目前仍處實驗室階段，需仰賴專用超音波設備與特定乳化液，有待進一步擴大規模驗證與整合現有回收流程。

(三) 以直接前驅物合成技術簡化製程與降低成本
開發單位/廠商：美國Ascend Elements
鈷、鎳、鋰等電池材料受礦產開採限制與地緣政治影響，價格波動劇烈。為降低供應鏈風險與環境衝擊，美國工程材料公司Ascend Elements 開發出名為 Hydro-to-Cathode® 的直接前驅物合成的製程技術(direct precursor synthesis process technology)，將廢電池粉粹後經濕法萃取金屬，直接透過前驅物合成技術轉化為陰極材料，跳過傳統金屬純化步驟。該技術能高效回收鋰離子電池中的關鍵金屬，回收率高達 98%，且相較傳統火法與濕法的冶金技術，製程簡化、碳排量降低 90%、成本可節省達 50%。可依需求調整前驅體成分，生產 NMC 532、622、811、NMCA 等不同型號的陰極材料，直接供應電池製造商。該公司已與波蘭 Elemental Strategic Metals 公司共同成立AE Elemental，預計2026年啟用波蘭工廠，年處理1.2萬噸廢電池。