中信建投-金屬新材料行業(yè)深度報告：電池回收長坡厚雪千億市場大幕漸啟

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金屬新材料上證指數(shù)相關(guān)研究報告金屬新材金屬新材料頁的重要聲明商業(yè)前景廣闊，千億市場大幕就此拉開。不計新廢料，在僅考慮應(yīng)用后退役的舊電池回收的情況下，2035年電池回收行業(yè)將回收鋰金屬15.1萬噸、鈷金屬22.3萬噸、鎳金屬52.7萬噸，超過當(dāng)前電池行業(yè)對上述金屬的需求量，將對國內(nèi)能源金屬保障率有極大提升，以當(dāng)期最為緊張的鋰估算，2035年廢舊電池行業(yè)回收得到的鋰可以供超千萬輛新能源汽車使用(假設(shè)單車用鋰量不變)。在中性價格預(yù)測下，2030年廢舊電池回收市場具備千億規(guī)模，其中新能源汽車退役動力電池回收帶來市場空間超700億元。渠道、技術(shù)、資質(zhì)、規(guī)模是回收企業(yè)核心競爭力，回收渠道直接決定商業(yè)模式，白名單制或成為行業(yè)準(zhǔn)入門檻。動力電池回收產(chǎn)業(yè)鏈上參與者眾多，包括電池生產(chǎn)商、汽車整車生產(chǎn)商、消費者、電池回收渠道、電池拆解/回收企業(yè)等，產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)部深化合作，各環(huán)節(jié)不同形式、不同程度向電池回收利用環(huán)節(jié)延伸。上述要素中，回收渠道是核心，直接決定商業(yè)模式，技術(shù)是企業(yè)持續(xù)發(fā)展的生命力源泉和經(jīng)濟(jì)性保障，資質(zhì)(白名單)未來或成為行業(yè)準(zhǔn)入條件之一，是行業(yè)門檻，或成為牌照業(yè)務(wù)，隨著產(chǎn)業(yè)的規(guī)范發(fā)展，白名單企業(yè)或長期受益。同時當(dāng)前行業(yè)格局分散，規(guī)模優(yōu)勢或是未來行業(yè)洗牌中勝出的關(guān)鍵之一。投資建議：推薦具有渠道、技術(shù)、資質(zhì)、規(guī)模優(yōu)勢的再生資源公司，如格林美、天奇股份等；建議關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、構(gòu)建閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的電池回收及電池材料企如華友鈷業(yè)、贛鋒鋰業(yè)、騰遠(yuǎn)鈷業(yè)等；另外關(guān)注切入電池回收賽道，快速布局的第三方回收企業(yè)。風(fēng)險提示：1、電池回收規(guī)模體量主要取決于未來新能源汽車動力電池退役量，若新能源汽車產(chǎn)銷增長不及預(yù)期將導(dǎo)致未來動力電池退役量低于預(yù)期，市場規(guī)模存在不及預(yù)期可能；2、電池回收主要是回收其中鋰、鈷、鎳等金屬元素，若鋰、鈷、鎳等金屬價格大幅下滑，電池回收價值量將下降；3、電池回收存在一定時間周期，若期間鋰、鈷、鎳等金屬價格大幅下跌，可能導(dǎo)致回收環(huán)節(jié)收益下降；4、電池回收行業(yè)尚處于發(fā)展初期，需要產(chǎn)業(yè)政策的引導(dǎo)，若政策支持力度不及預(yù)期可能導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度低于預(yù)期。 金屬新材金屬新材料頁的重要聲明1動力電池報廢高峰將至，千億規(guī)模市場噴薄欲出動力電池退役潮臨近，電池回收產(chǎn)業(yè)東風(fēng)已至從坎坷起步到世界第一，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展已駛?cè)肟燔嚨?。中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)完成了從政策扶植到市場化驅(qū)動的轉(zhuǎn)變，經(jīng)歷了從小到大、從弱到強的發(fā)展歷程。2014年，中國接連出臺16項新能源汽車政策，稱之為“中國新能源車元年”；2015年中國成為全球最大的新能源汽車市場，此后始終位居世界第一；2021年開始，國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)市場化進(jìn)階，產(chǎn)品型號、產(chǎn)銷數(shù)量躍上新臺階，新能源汽車滲透率步入“S”型曲線加速期，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)從政策培育轉(zhuǎn)向為市場驅(qū)動，發(fā)展駛?cè)肟燔嚨?。?jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2022年雖然面臨疫情干擾、芯片結(jié)構(gòu)性短缺、居民消費放緩等因素影響，但全年新能源汽車產(chǎn)銷依然分別達(dá)到705.8萬輛和688.7萬輛，同比分別增長96.9%和93.4%，新能源汽車產(chǎn)銷連續(xù)8年位居全球第一，新能源汽車滲透率達(dá)到了25.6%。00136.777.733.150.72015201620172018201920202021202203006264360182019202020212022料來源：中汽協(xié)，Wind，高工鋰電，中信建投二分天下，磷酸鐵鋰逆襲三元電池。在國內(nèi)動力電池市場上，磷酸鐵鋰和三元電池是目前最為主流的兩大技術(shù)路線，前者成本低、安全性高但電池能量密度較低、續(xù)航略差，后者續(xù)航時間長但成本稍高。2018-2020年期間，國內(nèi)磷酸鐵鋰電池的裝車量均低于三元電池，隨著比亞迪刀片電池推出，安全、價格、壽命等因素下磷酸鐵鋰逐步逆襲三元電池，2021年7月，磷酸鐵鋰電池以51.3%的市占率反超三元電池，此后便一直保持了根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2022年中國動力電池裝車量達(dá)到294.6GWh，增長90.7%，其中磷酸鐵鋰183.8GWh，增長130.2%，占比62%，三元電池110.4GWh，增長48.6%，占比37%，磷酸鐵鋰電池市場占比進(jìn)一步擴(kuò)大。金屬新材金屬新材料頁的重要聲明2%7%%7%335%60%16%76%657%46%20%31%2016201720182019202020212022ENCMNCMNCM622NCM811NCA44%54%65%8%0%5%37%33%201921WindSMM投動力鋰電池壽命約5-8年。鋰電池多次充放電以后穩(wěn)定性有所降低，最突出問題是鋰電池經(jīng)過多次充放電循環(huán)后，電解液會發(fā)生分解，正極材料的晶格會轉(zhuǎn)變，游離的鋰離子發(fā)生沉積，致使電池容量衰減、失效。當(dāng)動力鋰電池壽命衰減至80%以下時，電池的電化學(xué)性能將出現(xiàn)明顯下滑，難以完全滿足汽車正常動力需求，電池進(jìn)入退役狀態(tài)。通常認(rèn)為，動力電池的服役年限在5~8年左右。2022年國內(nèi)廢舊鋰電回收30.03萬噸，回收碳酸鋰當(dāng)量近6萬噸。根據(jù)SMM調(diào)研統(tǒng)計，國內(nèi)2022全年回收廢舊鋰電回收共300258噸，包含電池、極片和黑粉形態(tài)的回收廢料，包括社會報廢的舊廢料，也包括電池生產(chǎn)中產(chǎn)生的邊角料、次品等新廢料。按照電池種類看，其中三元廢料188692噸，占比63%，磷酸鐵鋰廢料94551噸，占比31%；鈷酸鋰廢料17015噸，占比6%。按照電池形態(tài)看，其中廢舊電池68141噸，占比23%；正極片99024噸，占比33%；黑粉133093噸，占比44%。按照產(chǎn)品端分類，回收得到硫酸鎳32380金噸，硫酸鈷25418金噸，氧化鈷977金噸，工業(yè)級碳酸鋰18708噸，電池級碳酸鋰21560噸，粗制碳酸鋰18323噸。需要注意，上述回收統(tǒng)計包括舊廢料，也包括電池生產(chǎn)產(chǎn)生的新廢料。資料來源：SMM，中信建投金屬新材金屬新材料頁的重要聲明3h中國動力鋰電池退役剛起步，預(yù)計未來規(guī)模達(dá)TWh級別。2021年開始，中國新能源汽車產(chǎn)銷量顯著增加，假設(shè)平均汽車動力電池平均壽命為5年，則預(yù)計到2026年左右電池報廢量將急劇增長，2026年動力電池退役量有望超過100GWh，2032年有望超過1TWh，2022年至2035年CAGR達(dá)到33%。004 4 211 1 53性退役動力電池存著安全隱患，并且電池中含多種有害物質(zhì)，隨意廢棄將對生態(tài)環(huán)保和人體健康產(chǎn)生巨大影響。另外多數(shù)資源的可回收性良好且工藝可行，鋰電池在退役后進(jìn)行回收必要且可行。首先，安全性，退役動力電池存著安全隱患。新能源汽車的動力電池額定電壓較高，在缺乏保護(hù)措施的情況下接觸或擠壓容易引起觸電事故；當(dāng)電池內(nèi)外短路時，正負(fù)極會產(chǎn)生大電流，導(dǎo)致高熱。廢舊電池如處理不當(dāng)會導(dǎo)致電池燃燒甚至爆炸，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重火災(zāi)，因此退役動力電池必須得到安全處置。其次，環(huán)保性，退役動力電池威脅生態(tài)環(huán)境和人身健康。動力電池成分復(fù)雜，金屬組分、非金屬、固態(tài)、液態(tài)等多組分并存，其中的金屬如鈷、鎳、鋰、錳、鐵、銅等如果得不到回收處置，與酸反應(yīng)轉(zhuǎn)為離子態(tài)造成重金屬污染，同時鎳鈷錳、鎳鈷鋁在水系環(huán)境里呈現(xiàn)強堿性，對水體和土壤造成污染。負(fù)極材料中的石墨粉，因其顆粒很小，易產(chǎn)生粉塵污染。電池的電解液溶質(zhì)及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，如LiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3、HF、P2O5等，溶劑及其分解和水解產(chǎn)物，很多都是有毒有害物質(zhì)，如LiPF6具有強腐蝕性，遇水或高溫能夠產(chǎn)生有毒氣體氟化氫(HF)等，經(jīng)由皮膚、呼吸接觸對人體組織，粘膜和上呼吸道造成刺激，對動植物也有嚴(yán)重的腐蝕作金屬新材金屬新材料頁的重要聲明4學(xué)特性污染鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵與水、酸、還原劑或強氧化劑反應(yīng)產(chǎn)生金屬重金屬污染、改變環(huán)境酸堿度鋰等氧化物碳材料、石墨、硅碳等粉塵遇明火或高溫可發(fā)生爆炸粉塵污染、一氧化碳HF，氧化產(chǎn)生P2O5有毒氣體、氟污染、改變環(huán)境酸堿度等有毒物質(zhì)、碳酸二甲酯、水解產(chǎn)物產(chǎn)生醛和酸，燃燒可產(chǎn)生CO、CO2有機(jī)物污染等CO可與氟、發(fā)煙硫酸、強堿、堿金屬反應(yīng)，受聚偏氟乙烯PVDF、偏氟乙烯VDF氟污染熱分解產(chǎn)生HF鋁、鋼、塑料殼、鋁塑膜有機(jī)物易燃白色污染、難以降解第三，經(jīng)濟(jì)性，退役動力電池資源性強，再生利用的經(jīng)濟(jì)價值高。廢舊電池含有多種可回收的金屬資源，包括鋰、鎳、鈷、錳、鋁、鋼等金屬和其他可再生利用成分如石墨等，蘊藏資源種類豐富、豐度高，具備極高的再生利用價值。鋰、鎳、鈷、錳金屬主要存在于正極材料中，價格高、經(jīng)濟(jì)性好，為再生利用的主要對象?！稄U舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法(2019年本)》的要求，動力電池再生利用企業(yè)對鈷鎳錳的綜合回收率應(yīng)不低于98%，鋰的回收率不低于85%，現(xiàn)行的回收工藝可以滿足此技術(shù)指標(biāo)要求，提供了退役動力電池金屬回收在技術(shù)上的可行性。要金屬土元素含量電池%-池--%-電池----池---池-第四，戰(zhàn)略性，退役動力電池回收開拓城市礦山，對于突破能源金屬的資源錮桎、保障國內(nèi)資源供應(yīng)具有戰(zhàn)略意義。中國鋰鈷鎳資源儲量低、礦產(chǎn)量低，但消費量非常大，資源對外依存度居高不下。根據(jù)USGS數(shù)據(jù)，產(chǎn)量的14.0%、1.3%、4.4%；但根據(jù)安泰科和SMM數(shù)據(jù)，中國鋰鈷鎳三種金屬的消費量卻分別占到了全球的62.6%、66.9%、55.7%，中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著嚴(yán)重的資源受制于人的局面，加拿大等國家限制我國鋰礦投資，海外礦產(chǎn)投資環(huán)境惡化，資源安全已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略層面。再生資源的回收利用，一定程度上解決資源供需不平衡對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的約束，對于新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展意義重大。金屬新材金屬新材料頁的重要聲明50%0%0%2.9%4.4%第五，低碳，使用再生材料可有效降低汽車生命周期碳排放。歐盟已經(jīng)將電池的生命周期碳排放納入到電池戰(zhàn)略行動計劃中。歐盟提出，加強電池回收材料應(yīng)用，推動二次原材料供應(yīng)，同時提出在生產(chǎn)過程中使用可再生能源，以盡可能低的碳足跡支持歐盟電池制造業(yè)的可持續(xù)性。在《電池2030+》中歐盟提到，要將電池的生命周期碳足跡減少至少五分之一。中汽中心的研究結(jié)果表明，1kg三元材料碳排放量為17.4kgCO2e，而再生型三元材料的碳排放因子是-9.42kgCO2e，比三元材料碳排放因子降低了154%，假設(shè)三元材料中，再生型材料的應(yīng)用比例為30%，則1kWh三元鋰電池包材料碳排放量為76.28kgCO2e/kWh，相較于目前三元鋰電池碳排放量的94.95kgCO2e/kWh降低了約20%。料型三元材料鋰電池鋰電池型三元鋰電池050100碳排放量(kgCO2e/kg)-20-100碳排放量(kgCO2e/kg)資料來源：中汽中心，中信建投再生與回收契合未來下游企業(yè)的ESG發(fā)展方向。下游如蘋果、特斯拉等行業(yè)巨頭越來越重視ESG發(fā)展，重視再生資源應(yīng)用，蘋果公司計劃2025年實現(xiàn)在電池中使用100%再生鉆、產(chǎn)品設(shè)備中的磁鐵將完全使用再生稀土元素、所有蘋果設(shè)計的印刷電路板將使用100%再生錫焊料和100%再生鍍金。特斯拉工廠報廢電池100%移交至電池回收白名單企業(yè)進(jìn)行再生利用，92%電池原材料金屬可實現(xiàn)再利用?；厥赵偕馁Y源更符合綠色、低碳理念，符合下游企業(yè)ESG發(fā)展方向，在產(chǎn)業(yè)鏈條中成為“加分項”。金屬新材金屬新材料頁的重要聲明6，規(guī)范回收體系逐步建立中國電池回收相關(guān)政策建設(shè)伴隨產(chǎn)業(yè)成長，各項體系規(guī)范不斷完善。動力電池回收政策伴隨新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展而不斷完善，在我國新能源產(chǎn)業(yè)雛形初具階段，國家就已經(jīng)意識到動力電池退役的問題，出臺動力電池回收政策，完善回收體系建設(shè)，特別是2018年以來，政策密集發(fā)布，國家對于動力電池回收問題的高度重視，動力電池回收逐步規(guī)范完善。我國動力電池回收利用政策發(fā)展歷程可分為三個階段：第一階段，2012-2015年，部分條款階段，電池回收開始被政策提及，但只作為推廣應(yīng)用新能源汽車政策文件的部分條款出現(xiàn)，缺乏體系化政策，電池也尚未形成主流技術(shù)路線，梯次利用為重點思路之一。第二階段，2015-2018年，專題政策階段，針對動力電池回收陸續(xù)出臺多項政策、方法，對回收利用管理、回收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作出詳細(xì)規(guī)定，逐步建立上下游企業(yè)聯(lián)動的動力蓄電池回收利用體系。第三階段，2018年至今，試點實施階段，政策出臺明顯加速，密集發(fā)布各項辦法，增加試點項目，追加電池溯源管理，提高行業(yè)規(guī)范度，整治行業(yè)生態(tài)亂象，國內(nèi)電池回收企業(yè)規(guī)范化、專業(yè)化、大型化化趨勢加快?！豆?jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)制定動力電池回收利用管理辦法，建立動力電池梯次利用和回收管理體系，引導(dǎo)動2012年國務(wù)院劃(2012-2020年)》力電池生產(chǎn)企業(yè)加強對廢舊電池的回收利用，鼓勵發(fā)展專業(yè)的電池回收利用企業(yè)?！丁秶鴦?wù)院辦公廳關(guān)于加快新能源研究制定動力電池回收利用政策，探索利用基金、押金、強制回收等方式促進(jìn)廢舊2014年國務(wù)院汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見》動力電池回收，建立健全廢舊動力電池循環(huán)利用體系。2015年發(fā)改委、財《關(guān)于2016-2020年新能源汽車汽車生產(chǎn)企業(yè)、動力電池生產(chǎn)金業(yè)應(yīng)主動承擔(dān)動力電池回收利用的主體責(zé)任政部等推廣應(yīng)用財政支持政策的通知》工信部、發(fā)《電動汽車動力電池回收利用技企業(yè)合理開展電動汽車動力蓄電池的設(shè)計、生產(chǎn)及回收利用工作，建立上下游企業(yè)2016年改委等術(shù)政策(2015年版)》聯(lián)動的動力蓄電池回收利用體系，支持開展廢舊動力電池梯級利用。20162016年《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜明確廢舊電池回收責(zé)任主體為生產(chǎn)者，加強行業(yè)管理與回收監(jiān)管。合利用行業(yè)規(guī)范條件》明確鋰離子電池再生處理必須具備危險應(yīng)物經(jīng)營許可證，鼓勵研發(fā)電池逆向拆解成2016年工信部《廢電池污染防范技術(shù)政策》套設(shè)備，鋰離子電池的隔膜、金屬產(chǎn)品和電極材料再生處理裝備等新技術(shù)?！缎履茉雌噭恿π铍姵鼗厥绽缎履茉雌噭恿π铍姵鼗厥绽麑υ谏a(chǎn)、使用、利用、貯存及運輸過程中產(chǎn)生的廢舊動力蓄電池回收辦法進(jìn)行規(guī)2016年工信部用管理暫行辦法》定；落實生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)動力蓄電池回收利用主體責(zé)任?！蛾P(guān)于加快推進(jìn)再生資源產(chǎn)業(yè)發(fā)開展新能源汽車動力電池回收利用試點，建立完善廢舊動力電池，資源化利用標(biāo)準(zhǔn)2016年工信部展的指導(dǎo)意見》體系，推進(jìn)廢舊動力電池梯級利用?！渡a(chǎn)者責(zé)任延伸制度推行方到2020年，重點品種的廢棄產(chǎn)品規(guī)范回收與循環(huán)利用率平均達(dá)到40%。到2025年，2017年國務(wù)院案》重點產(chǎn)品再生原料使用比例達(dá)20%，廢棄產(chǎn)品規(guī)范回收與循環(huán)利用率平均達(dá)50%?！缎履茉础缎履茉雌嚿a(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立新能源汽車產(chǎn)品售后服務(wù)承諾制度，包括電池回收，2017年工信部入管理規(guī)則》實施新能源汽車動力電池溯源信息管理，跟蹤記錄動力電池回收利用情況。工信部、發(fā)《促進(jìn)汽車動力電池發(fā)展行動方適時發(fā)布實施動力電池回收利用管理辦法，強化企業(yè)在動力電池生產(chǎn)使用、回收、2017年改委等案》再利用等壞節(jié)的主體責(zé)任，逐步建立完善動力電池回收利用管理體系。金屬新材金屬新材料頁的重要聲明72018年池回收利用試點工作的通知》點地區(qū)相應(yīng)的目標(biāo)任務(wù)，有助于建立相對集中、跨區(qū)聯(lián)動的回收體系。2018年《新能源汽車動力蓄電池回收利在保證安全的前提下，按照先梯次利用、后再生利用的原則，對廢舊動力蓄電池展工信部用管理暫行辦法》開多層次、多用途的合理利用。2018年《新能源汽車動力蓄電池回收利規(guī)定了電池的回收利用管理機(jī)制，各地區(qū)也發(fā)布了電池回收處理制度，明確規(guī)定了工信部用溯源管理暫行規(guī)定》車企要承擔(dān)主體回收責(zé)任，即“誰制造誰回收”2018年與電池生產(chǎn)、報廢汽車回收拆解及綜合利用企業(yè)合作構(gòu)建區(qū)域化回收利用體系；利《關(guān)于做好新能源汽車動力蓄電用信息技術(shù)推動商業(yè)模式創(chuàng)新；統(tǒng)籌布局動力蓄電池回收利用企業(yè)，適度控制拆解池回收利用試點工作的通知》和梯次利用企業(yè)規(guī)模；形成動力蓄電池回收利用技術(shù)創(chuàng)新和推廣應(yīng)用機(jī)制。2019年2019年《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜動力電池再生利用企業(yè)對鎳鈷錳的綜合回收率應(yīng)不低于98%，鋰的回收率不低于合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦85%。法(2019年本)》2019年商務(wù)部、工《報度機(jī)動車回收管理辦法實施要求回收拆解企業(yè)對報廢新能源汽車的廢舊動力蓄電池或其他類型儲能裝置進(jìn)行拆2020年信部等細(xì)則》卸、收集、貯存，運輸及回收利用，加強全過程安全管理。2020年合利用產(chǎn)業(yè)協(xié)同轉(zhuǎn)型提升計劃內(nèi)蒙在儲能、通信基站備電等領(lǐng)域建設(shè)梯次利用典型示范項目。支持動力電池資源能力。國務(wù)院辦公《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃2020年廳(2021-2035年)》理平臺建設(shè)，實現(xiàn)動力電池全生命周期追溯。工信部等五《新能源汽車動力蓄電池梯次利明確將對廢舊動力蓄電池進(jìn)行必要的檢驗檢測、分類、拆分、電池修復(fù)或重組為梯2021年部委用管理辦法》次產(chǎn)品，使其可應(yīng)用至其他領(lǐng)域的動力電池梯次利用方案。2021年《廢鋰離子動力蓄電池處理污染規(guī)定了廢鋰離子動力蓄電池處理的總體要求、處理過程污染控制技術(shù)要求、污染物生態(tài)環(huán)境部控制技術(shù)規(guī)范(試行)》排放控制與環(huán)境監(jiān)測要求和運行環(huán)境管理要求。2021年《關(guān)于完善資源綜合利用增值稅從事再生資源回收的增值稅一般納稅人銷售其收購的再生資源，可以選擇適用簡易財政部政策的公告》計稅方法依照3%征收率計算繳納增值稅，或適用一般計稅方法計算繳納增值稅。2022年工信部《新能源汽車動力蓄電池梯次利鼓勵先進(jìn)技術(shù)與先進(jìn)商業(yè)模式梯次利用動力蓄電池。用管理辦法》2022年工信部《加快推動工業(yè)資源綜合利用實對完善廢舊動力電池回收利用體系進(jìn)行單獨說明。施方案的通知》資料來源：各部委網(wǎng)站，北極星電力網(wǎng)，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、中信建投金屬新材金屬新材料頁的重要聲明8技術(shù)路徑：拆解回收利用相對成熟，梯次利用尚處初期解回收退役動力電池退役后有兩條主要去處：梯次利用和拆解回收。梯次利用：是對退役電池的降級應(yīng)用，當(dāng)動力電池性能下降到原性能的80%，不能達(dá)到電動汽車的使用標(biāo)準(zhǔn)，但可以繼續(xù)在儲能系統(tǒng)、低速電動車、電動工具、儲能、通信基站等領(lǐng)域繼續(xù)使用，變相延長電池的使用壽命。梯次利用過程包括廢舊電池包拆解、檢測、篩選、重新組成健康電池包或電池系統(tǒng)。拆解回收：是對退役電池的資源化再生利用，將報廢的鋰電池集中回收，通過物理、化學(xué)等回收處理工藝將電池中具備利用價值的金屬元素如鋰、鈷、鎳等提取出來，有價金屬元素返回冶煉或者正極材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)，最終仍用于動力電池的生產(chǎn)。當(dāng)梯次利用的電池性能進(jìn)一步衰減至無法利用時，需要再退役，最終仍進(jìn)行拆解金屬新材金屬新材料頁的重要聲明9分拆檢測合格合格不合規(guī)不合規(guī)分選重組梯次利梯次利用再退役拆解回拆解回收梯次利用規(guī)?；l(fā)展存在挑戰(zhàn)，長期或以拆解回收為主導(dǎo)。梯次利用是退役電池的降級應(yīng)用，優(yōu)勢是能夠提高電池的利用價值，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈價值最大化，也能降低儲能、低速電動車等行業(yè)的用電池成本；但缺點是電池評估環(huán)節(jié)并不成熟，電池的差異性也導(dǎo)致安全問題，成本目前也并不具備優(yōu)勢。拆解回收是對退役電池的資源化利用，回收技術(shù)相對成熟，資源回收率高，不需要一致性篩查和安全評估，拆解流程更為簡單，經(jīng)濟(jì)效益好、商業(yè)模式相對較好，但容易造成環(huán)境污染、能耗較高等問題。利用收值高等金屬回收率高染本鋰離子電池污染，減少資源浪費好具有較好的回收經(jīng)濟(jì)效益局限試點項目為主，尚未成規(guī)模效益全隱患估環(huán)節(jié)耗時長，效率低風(fēng)險定污染可能，環(huán)保治理要求高資料來源：中汽協(xié)，德勤，中信建投磷酸鐵鋰電池適合梯次利用。磷酸鐵鋰電池在容量下降至80%以下后仍然能夠保持較好的電化學(xué)性能，電池容量也不會呈現(xiàn)加速衰減的趨勢，同時磷酸鐵鋰電池安全性更好，穩(wěn)定性好，循環(huán)壽命更長，因此退役之后適合梯次利用。三元電池適合拆解回收三元電池循環(huán)壽命比較短，三元電池的安全性也沒有鐵鋰電池的好，著火點比較低，耐高溫性稍差，不適合用于儲能電站、通訊基站等環(huán)境復(fù)雜的領(lǐng)域，同時三元電池所含的鎳鈷錳價格比較高，即使直接拆解，收益也很可觀，所以三元電池一般不作為梯次利用的對象，更加適合拆解回收有價元素。金屬新材金屬新材料頁的重要聲明梯次利用：退役電池的降級應(yīng)用，尚處商業(yè)化初級階段退役動力電池可以根據(jù)衰減程度，多級、多次梯次利用。當(dāng)動力電池容量衰減到初始容量的80%以下，便達(dá)到設(shè)計的有效使用壽命，不能完全滿足車用需求。將性能較好的電池篩選重組后在某些使用條件相對溫和的場合進(jìn)行二次利用，繼續(xù)發(fā)揮其功能，做到資源利用的最大化。根據(jù)電池性能的衰退程度，可將回收利用大體分為四個階段，從第一階段向下級延伸，直至完全不能滿足各場景的使用要求后，進(jìn)入第四階段，即再生利用第一階段，為電池包使用階段，即電池容量大于或等于80%，滿足電動汽車使用要求，作為正常能源電池在車中被使用；第二階段，為電池組利用階段，即電池容量衰減至60%-80%，可應(yīng)用于對放電功率要求稍低的則由專業(yè)廠家回收拆解成單體電池，以串、并聯(lián)的方式以多種組合形式再配組，重組后電池主要使用在儲能場景，容量較高性能更穩(wěn)定的用于電網(wǎng)儲能，容量較低性能稍次的可用于家庭儲能、充電寶等；第四階段，為報廢階段，可用容量衰減至20%以下，此時電池已經(jīng)可以進(jìn)行報廢處理，僅需提煉回收電池內(nèi)部部分零件及稀有化學(xué)成分，回收金屬元素。需多方面完善退役動力電池梯次利用的工藝流程包括電池拆解、品質(zhì)檢測、電池篩選、電池重組、系統(tǒng)集成等。對電池包進(jìn)行外觀評估及一致性檢測，滿足需求則可直接以整體的形式應(yīng)用于低性能需求的應(yīng)用場景；未通過的電池將電池包進(jìn)行拆解為電池模組，并對外觀、循環(huán)壽命、電池容量、性能狀態(tài)等進(jìn)行檢測，篩選后的電池按照一致性進(jìn)行電池重組，未通過電池模組環(huán)節(jié)評估的則進(jìn)一步拆解為電池單體，再進(jìn)行重組。重組后的電池進(jìn)行系統(tǒng)集成，應(yīng)用于新的場景。拆解前，需要了解退役電池包的基本信息，包括總電量，穩(wěn)定容量，額定電壓，成組方式，模塊數(shù)量以及重量等。頁的重要聲明當(dāng)前梯次利用面臨規(guī)模小、成本高、評估難、生態(tài)體系不健全等問題，仍需解決。一般而言，國內(nèi)外不同汽車廠家的動力電池技術(shù)路線、結(jié)構(gòu)差異較大、材料體系不同，造成產(chǎn)品梯次利用的效果也不一樣，目前退役電池的梯次利用仍面臨以下問題。電池拆解技術(shù)難：動力電池在拆解時是整個pack從車上拆下來的，而不同的車型就有不同的電池pack，它們的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)，模組連接方式等差距甚遠(yuǎn)。沒有一套標(biāo)準(zhǔn)的拆解流水線能夠適配所有的電池pack，這就需要將電池拆解的流水線分段細(xì)化，對不同的電池pack定制不同的解法。當(dāng)然，這勢必導(dǎo)致拆解作業(yè)無法完全自動化，導(dǎo)致工作效率的降低、拆解成本的上升。另外，由于電池剩余能量殘余，拆解過程易發(fā)生事故，國內(nèi)具備完善的高效的自動破碎拆解分離工藝的企業(yè)較少，這也是電池回收全流程的瓶頸之一。梯次利用成本偏高：由于每家企業(yè)電池的工藝設(shè)計、類型、鏈接方式、內(nèi)外部結(jié)構(gòu)等各不相同，因此拆解分選困難，產(chǎn)線自動化程度低，拆解過程基本是手工完成，過程耗時耗力，人工成本偏高；退役電池從回收運輸?shù)皆u估檢測，也存在較高的隱性成本。在盈利模式尚未成熟的當(dāng)下，梯次利用的經(jīng)濟(jì)性并不比采購新電池高太多，甚至出現(xiàn)梯次利用成本高于使用新電池的情況產(chǎn)生。低成本是梯次利用的最大價值之一，以較低的成本獲得較高的性能才能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，是梯次利用商業(yè)模式成功與否的前提。退役電池狀態(tài)校驗難：依據(jù)退役動力電池歷史運行數(shù)據(jù)的完整程度可分為白箱電池和黑箱電池，早期動力電池數(shù)據(jù)管理并未形成規(guī)范的記錄，導(dǎo)致動力電池狀態(tài)檢測無法采用快速高精度的方法，電池狀態(tài)的預(yù)估基于有限數(shù)據(jù)，則其安全性能評估和價值判斷準(zhǔn)確性低，無形中增加品質(zhì)風(fēng)險和成本。退役電池一致性差：電池的一致性問題一直是梯次利用面對的重要挑戰(zhàn)，電池在容量、內(nèi)阻、電壓等方面所表現(xiàn)出不一致的問題，即便是經(jīng)過千挑萬選的退役電池，在構(gòu)建梯次利用儲能系統(tǒng)時，仍無法完全防止在系統(tǒng)運行中出現(xiàn)電池一致性再次發(fā)生離散的情況，有的甚至?xí)谳^少的循環(huán)次數(shù)下電池性能急劇下滑，對后期維護(hù)造成較大困難。安全性尚未完全解決：對于退役動力電池，由于其在車內(nèi)運行3~8年，受到運行過程中的振動和擠壓等外金屬新材金屬新材料頁的重要聲明力，發(fā)生內(nèi)部枝晶生長、電解液消耗、晶體結(jié)構(gòu)變化、界面阻抗增加等問題，導(dǎo)致發(fā)生安全事故的風(fēng)險增加；且不同電動汽車的使用環(huán)境、工況不同，電池的容量保持率也不一致，大容量集成時，其安全性問題更為突出。動力和儲能電池的技術(shù)路線差異：電動汽車和儲能端關(guān)于電池的需求有所不同，電動汽車傾向電池具備高能量密度，儲能領(lǐng)域則更看重電池?fù)碛懈哐h(huán)壽命，因此動力鋰離子電池和儲能電池的技術(shù)路線也會有所差異，因此未來三元動力鋰離子電池梯次利用到儲能領(lǐng)域，是否存在安全隱患以及能否保證梯次利用電池的穩(wěn)定性等不確定因素，還存在一些困惑。對退役電池的價值評估不統(tǒng)一：目前市場上退役動力鋰離子電池的標(biāo)價跨度較大，有關(guān)退役電池剩余價值的評估業(yè)內(nèi)也沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于一個電池的評價估值，其實際剩余容量、健康狀況、預(yù)估剩余循環(huán)次數(shù)和全生命周期放電量等方面的數(shù)據(jù)，對退役動力鋰離子電池的市場價值有著較為直接的影響。當(dāng)前關(guān)于如何評定退役電池的價值，車廠、用戶、回收機(jī)構(gòu)、儲能電站等各方還未達(dá)成價值共識。商業(yè)模式創(chuàng)新仍需推進(jìn)，產(chǎn)業(yè)形態(tài)不完善：動力電池的梯次利用產(chǎn)業(yè)鏈涉及車主、車企、動力電池企業(yè)、梯次利用企業(yè)，只有產(chǎn)業(yè)鏈上的每一環(huán)都有利益，才能共生共贏。目前梯次利用商業(yè)模式并不成熟，如果僅僅是下游的梯次利用企業(yè)有利潤，那么上游的其他角色很難被推動起來，產(chǎn)業(yè)規(guī)模將很難起量，所以仍需政策相關(guān)文件推動，盤活產(chǎn)業(yè)鏈，推進(jìn)商業(yè)模式的創(chuàng)新和建立，推動產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。池數(shù)據(jù)梯次梯次利用的鋰離子電池方法式/VAhVAh/Km/命月慢快能力好好盡管退役動力電池梯次利用面臨諸多問題，但目前已經(jīng)有多家行業(yè)龍頭與中國鐵塔等下游利用企業(yè)達(dá)成了研究和應(yīng)用的戰(zhàn)略合作協(xié)議，隨著動力電池各類標(biāo)準(zhǔn)的不斷出臺和實施，電池的一致性將大幅提高，技術(shù)性問題和安全性將得以大幅提高，評估體系趨于統(tǒng)一，而成本則將逐步下降；關(guān)于商業(yè)模式，未來緊密的合作關(guān)系以及降本之后的梯次利用將更具性價比，當(dāng)前梯次利用的問題也會迎刃而解。我國退役動力電池梯次利用體系初步建立，但仍主要停留在示范項目階段，商業(yè)化應(yīng)用相對較少。整體來看，梯次利用的投入成本依然較高，因此目前國內(nèi)的退役動力電池梯次利用主要停留在試點階段和示范項目階段，商業(yè)化的應(yīng)用還較少。近年來，工信部會同有關(guān)部門出臺了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》等政策，實施了動力電池全生命周期溯源管理，在京津冀等17個地區(qū)及中國鐵塔公司等開展梯次利用試點，推動跨區(qū)域合作與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。金屬新材金屬新材料頁的重要聲明參與主體介地域范圍應(yīng)用領(lǐng)域2018年在工信部政策支持下開展退役電池在基站備用1.5GW·h電源示范應(yīng)用，使用退役電池1.5吉瓦時全國31個省份約12通信基站萬個基站深圳比克、南方電網(wǎng)綜2019年8月，采用比克退役三元電池完成由三套系統(tǒng)形2.15MW/7.27MW·h南方電網(wǎng)用戶側(cè)儲能領(lǐng)域合能源服務(wù)公司成的2.15兆瓦/7.27兆瓦時儲能系統(tǒng),采用整包退役方式2018年，利用退役電池建設(shè)總規(guī)模1.26兆瓦/7.7兆瓦時煦達(dá)新能源1.26MW/7.7MW·h江蘇南通用戶側(cè)儲能領(lǐng)域儲能系統(tǒng)，系統(tǒng)由7套180千瓦/1.1兆瓦時集裝箱組成溧陽普萊德新能源公2017年利用退役電池形成180千瓦/1兆瓦時儲能系統(tǒng)，180kW/1MW·h常州溧陽某廠區(qū)用戶側(cè)儲能領(lǐng)域司系統(tǒng)由9套子系統(tǒng)形成2019年3月，南京江北采用45兆瓦時磷酸鐵鋰退役動國網(wǎng)江蘇綜合能源服力電池儲能電站開始建設(shè)，后續(xù)規(guī)劃采用變電站+儲能130MW/260MW·h南京江北電網(wǎng)電網(wǎng)側(cè)儲能領(lǐng)域務(wù)公司站+光伏充電站+數(shù)據(jù)中心“多站合一”的方式建設(shè)運營國網(wǎng)河南省電力公司、2013年，河南省建成的退役電池儲能示范工程，我國首100MW·h鄭州南瑞集團(tuán)個真正意義上的基于退役動力電池的混合微電網(wǎng)系統(tǒng)動交通在高速公路服務(wù)區(qū)建設(shè)光儲充一體化充電站，配置50長深高速50kW/1000MW·h長深高速光儲充一體化千瓦/100千瓦時退役動力電池儲能系統(tǒng)利用退役動力電池開發(fā)48伏電動兩輪車動力系統(tǒng)電動兩輪車北京普萊德、北汽、北北京普萊德與北汽等合作儲能電站、集裝箱式儲能75MW·h北京低速電動車京匠芯武進(jìn)國家高新區(qū)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園梯次儲能電站，江蘇首個梯江蘇常能新能源10MW江蘇武進(jìn)儲能電站次利用儲能電站，總?cè)萘?0MW張北梯次利用磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)，組建了退役電池國家電網(wǎng)1MW·h河北張家口削峰填谷分選評估技術(shù)平臺，制定電池配組技術(shù)規(guī)范雄安新區(qū)退役電池調(diào)峰調(diào)頻電站，每個儲能電站規(guī)模在南方電網(wǎng)500MW/2GW·h雄安新區(qū)調(diào)峰調(diào)頻電站10MW/40MW·h左右，總規(guī)模500MW/2000MW·h左右國家電網(wǎng)北京大興梯次利用錳酸鋰電池儲能系統(tǒng)示范100kW·h北京大興削峰填谷資料來源：中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，儲能技術(shù)工程研究中心，高工鋰電，中信建投國外企業(yè)在梯次利用上試點更早、走得更快。海外一些發(fā)達(dá)國家都在積極探索電池梯次利用的商業(yè)發(fā)展模式，如德國、美國、日本等國家由于起步較早，如今已經(jīng)有了很多成功的示范工程和商業(yè)項目，大部分是以儲能二次利用為主。例如，4REnergy公司是日產(chǎn)汽車與住友商事株式會社在2010合資成立的，致力于實現(xiàn)日產(chǎn)聆風(fēng)的鋰電池二次商業(yè)化利用，回收日本和美國市場中聆風(fēng)汽車的廢舊電池用于住宅及商用的儲能設(shè)備，目前已經(jīng)推出兩款儲能電池產(chǎn)品；夏普公司則將退役的動力鋰電池通過智能功率調(diào)節(jié)器用于家庭儲能；美國杜克能源將退役的動力鉀電池應(yīng)用在家庭能源上；德國博世集團(tuán)則利用寶馬的純電動汽車退役的動力電池建造2MW/2MWH的大型光伏站儲能系統(tǒng)；美國公司FreeWire基于退役的廢舊動力電池供能，面向辦公區(qū)域開發(fā)了一款可移動的電動汽車充電寶。金屬新材金屬新材料頁的重要聲明日本4REnergy家庭、商業(yè)儲能開發(fā)智能功率調(diào)節(jié)器，讓車載動力電池可以應(yīng)用于家庭儲能。美國美國TeslaEnergy家庭、商業(yè)儲能美國FreeWire移動充電站美國可再生能分布式發(fā)電/微電源國家實驗室能源國家重點實驗室提出將淘汰的插電式混合動力汽車及純電動汽車用鋰離子等EnerDel、伊藤忠家庭儲能商事美、美、澳TeslaEnergy電網(wǎng)儲能德德國BOSCH電網(wǎng)儲能德國博世集團(tuán)利用寶馬的ActiveE和i3純電動汽車退役的電池建造2MW/2MWh的大型光伏趨勢成本控制是當(dāng)前限制梯次利用規(guī)模擴(kuò)大的主要原因之一。由于退役電池規(guī)格繁多，不同的車型就有不同的電池pack，內(nèi)部設(shè)計和結(jié)構(gòu)千差萬別，不同的電池pack就要定制不同的拆解解法，拆解自動化程度低，電池轉(zhuǎn)運和評估檢測也有較高成本構(gòu)成，造成效率偏低，成本較高。國內(nèi)梯次利用規(guī)模尚處于起步階段，規(guī)模效應(yīng)對成本的下降還未充分體現(xiàn)，能否以較低的成本獲得較高的性能，退役電池梯次利用持續(xù)降本，是擴(kuò)大和豐富商業(yè)模式的前提。技術(shù)進(jìn)步、新型商業(yè)模式出現(xiàn)，未來梯次利用成更具經(jīng)濟(jì)性。隨著退役動力電池的價格下降以及電池拆解重組技術(shù)的發(fā)展，梯次利用的成本競爭力將得到進(jìn)一步提升。BaaS(BatteryasaService，電池租用服務(wù)模式)等新型商業(yè)模式的出現(xiàn)，電池的所有權(quán)主體也正在發(fā)生改變，梯次利用成為提高動力電池全壽命周期價值最大化的關(guān)鍵。BaaS模式還可以提高退役動力電池的供應(yīng)規(guī)模和可利用率，讓退役電池大規(guī)?；厥蘸蜆?biāo)準(zhǔn)化拆解成為可能，梯次利用也更具經(jīng)濟(jì)性。據(jù)彭博新能源財經(jīng)數(shù)據(jù)，到2030年梯次利用的價格可能或可比新采購電池組金屬新材金屬新材料頁的重要聲明2：梯次利用電池組價格預(yù)測(美元/kWh)拆解回收：資源化再生利用，回收率為核心電池拆解回收分為預(yù)處理-金屬回收工序，正極最具回收價值。動力電池主要結(jié)構(gòu)包殼體、正極、負(fù)極、隔膜、電解液等，其中正極材料中含有大量的鎳、鈷、鋰、錳等金屬元素，電池拆解回收是指通過物理及化學(xué)手段電池中的鎳、鈷、鋰等金屬材料分離出來進(jìn)行再生利用，過程包括預(yù)處理和金屬回收兩部分工序，其中金屬回收供需技術(shù)路徑較多、工藝也相對成熟。預(yù)處理工序：流程為分類-放電-拆解-破碎。預(yù)處理是將電池中回收價值較高的組分進(jìn)行分離，一般要經(jīng)歷放電-拆解-破碎等步驟，主要通過物理手段實現(xiàn)。首先將廢舊電池放電處理，避免后續(xù)拆解過程中局部過熱或者短路而發(fā)生爆炸，放電后對電池進(jìn)行拆解(目前也有帶電拆解工藝)，再將電池外殼剝離或切割，取出其中的電池芯，同時在此過程中收集電解液。將電池芯中的正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液、外殼等分離后再分類處理，這一過程因電池規(guī)格、電池系統(tǒng)差異大，無法采用同一套拆解流水線適合所有的電池包和模組，因此自動化水金屬新材金屬新材料頁的重要聲明金屬回收：工藝相對成熟，國內(nèi)以濕法或火法-濕法聯(lián)合工藝為主。鋰、鎳、鈷、錳等有價金屬絕大部分都存在于正極材料中，因此從正極材料是主要處理對象。拆解后電芯通過破碎-高溫爐-重選(風(fēng)選)-磁選-篩分等環(huán)節(jié)，得到的顆粒較粗的通常包括塑料、分離器、銅箔、鋁箔等，粒級較細(xì)的組分通常包括正負(fù)極材料，含有鋰、鈷、鎳等金屬元素，行業(yè)稱為“黑粉”?！昂诜邸敝薪饘僭氐幕厥辗椒ㄓ形锢矸?、火法工藝、濕法工藝、生物冶金或者聯(lián)合工藝等，回收方法與傳統(tǒng)冶金工藝接近，因此技術(shù)相對成熟，尤其是火法工藝和濕法工藝應(yīng)用較為廣泛，國內(nèi)則主要采用濕法或聯(lián)合工藝。心工藝方法點，材料修復(fù)品可快速返回電池產(chǎn)業(yè)鏈再利用，回收經(jīng)濟(jì)性好Al等無法回收，產(chǎn)品品質(zhì)差出各金屬離子-除雜-污染-微生物選擇性浸出金需細(xì)菌難以培養(yǎng)，技術(shù)發(fā)展處于、污染小、所需設(shè)施少階段常配合其他工藝使用火法工藝是冶金領(lǐng)域較為傳統(tǒng)的回收方法，原材料兼容性高，有價金屬通常以合金的形式回收。火法冶金技術(shù)歷史悠久，常用于提取金屬，最早用于礦物冶金。將電極材料部分放入干電弧爐內(nèi)高溫處理，通常高溫煅燒處理溫度超過1000℃，塑料和有機(jī)溶劑被燃燒，其中的金屬及其化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，利用不同金屬熔沸點和冷凝點不同，通過金屬蒸汽揮發(fā)-降溫冷凝過程其收集，主要回收低沸點的金屬及和金屬氧化物，最后對剩下的殘渣金屬采用篩分、熱解、磁選或化學(xué)方法等進(jìn)行回收。金屬新材金屬新材料頁的重要聲明火法冶金工藝的主要優(yōu)點：1)工藝簡單而成熟，工藝流程較短、操作相對簡單；2)無需提前進(jìn)行分選，可以回收多類電池的混合物；3)適合大規(guī)模的廢舊電池進(jìn)行處理。主要缺點：1)能耗大，過程中產(chǎn)生較多CO2或其他有害氣體，焚燒尾氣處理的壓力大，容易引發(fā)大氣污染進(jìn)而受到政策限制；2)部分金屬存在于爐渣中難以回收，金屬回收率低，產(chǎn)品合金需要配合濕法冶金等工藝進(jìn)一步處理以實現(xiàn)不同金屬的提純；3)石墨、隔膜和電解液等有機(jī)物全部以還原劑的形式被燃燒掉，得不到回收?；鸱üに囈詢?yōu)美科Umicore公司研發(fā)的Val’Eas流程為典型。Umicore開發(fā)了獨特的Val’Eas工藝，廢舊鋰離子電池不進(jìn)行電池解體破碎，直接進(jìn)入到冶煉爐內(nèi)，石墨和有機(jī)溶劑作為燃料放出能量；金屬熔煉成合金，并進(jìn)一步溶解合金，分離凈化后可獲得高純度的鎳和鈷的化合物。Val'Eas工藝能將退役鋰離子電池中的鎳、鈷、銅、鐵組分以合金產(chǎn)品形式回收，但是仍有部分錳和鋰損失在爐渣中。該工藝主要用于鎳氫及手機(jī)廢鋰電池(鈷酸鋰)的處置，Umicore公司位在比利時安特衛(wèi)普的霍博肯建設(shè)了7000t/a的廢舊二次電池處理工廠。頁的重要聲明濕法工藝技術(shù)成熟，產(chǎn)品多為金屬鹽。濕法冶金廣泛使用于原生礦產(chǎn)的有色金屬冶煉工藝當(dāng)中，是一種很成熟的處理方法。濕法回收主要包括浸出和分離(萃取、沉淀)過程，通過酸或堿對鋰電池正極材料進(jìn)行溶解，將正極活性物質(zhì)中的金屬組分浸出，浸出液除雜凈化后，通過離子交換/萃取/沉淀等工藝，將其中金屬離子分離并形成相應(yīng)無機(jī)鹽或氧化物，如硫酸鈷、硫酸鎳、氯化鈷、碳酸鋰等，可直接用于電池生產(chǎn)。濕法工藝優(yōu)點突出：1)可以回收電池中幾乎所有價值量高的金屬元素；2)回收率高，鎳、鈷回收率98%以上，鋰回收率85%以上；3)產(chǎn)品純度高，可以直接制備電池級材料；4)對原料的處理更加具有靈活性，可直接處理正極材料生產(chǎn)過程中的廢料和失效鋰電池中拆解、分選出的極片料。但缺點是：1)溶液中金屬離子成分多，因此操作程序復(fù)雜、工藝流程較長；2)工藝采用了大量的酸堿，廢水處理困難，容易造成水土污染，處理不當(dāng)可能會造成二次污染；3)電池必須經(jīng)過破碎等預(yù)處理，經(jīng)過細(xì)篩得到“黑粉”才可以浸出；4)適合組成成分較為單一的廢舊電池，成分發(fā)生較大變化時，工藝可能會發(fā)生調(diào)整。渣材料材料 解破碎 酸浸 液 分離鋁鋁箔銅箔碎片液相合成共沉淀沉鋰酸鈷前驅(qū)體產(chǎn)品前驅(qū)體產(chǎn)品酸鋰煅燒鈷硫酸鎳硫酸鎳硫酸鈷硫酸鈷硫酸錳硫酸錳含鋰萃余液含鋰萃余液我國電池回收企業(yè)大部分都采用濕法工藝。格林美采用濕法工藝，廢料經(jīng)過破碎分選，除去金屬碎片，通過酸浸、萃取、分離得到各種目標(biāo)金屬鹽溶液，然后通過共沉淀制備三元前驅(qū)體產(chǎn)品或由氯化鈷制備碳酸鈷，煅燒后制備四氧化三鈷，含鋰萃余液則用來制備鋰鹽；江西贛鋒循環(huán)，廢電池經(jīng)過鹽水放電、初破碎篩分，選出隔膜、外殼，極片經(jīng)過干燥熱解、細(xì)破碎，得到銅鋁金屬及三元粉料(黑粉)，三元粉料再經(jīng)過焙燒、硫酸雙氧水漿化/酸浸后，除銅、鐵、鋁，沉鋰，萃取、反萃取等工序，得到鎳鈷錳凈化液，用于前驅(qū)體生產(chǎn)。國內(nèi)的華友鈷業(yè)、邦普循環(huán)、天奇金泰閣、光華科技、贛州豪鵬、芳源環(huán)保、以及海外公司Li-Cycle等均主要采用濕法提取鎳鈷鋰等金屬或相應(yīng)鹽類。近年通過不斷加大技術(shù)研發(fā)投入(寧德時代-兩段酸性浸出，格林美-葡萄碳酸浸取，光華科技-空氣氧化法)，國內(nèi)企業(yè)不斷改進(jìn)濕法工藝流程，回收率和盈利能力顯著提升。頁的重要聲明濕法工藝在海外電池回收企業(yè)也普遍應(yīng)用。Retriev使用濕法冶金工藝來回收退役鋰離子電池，產(chǎn)生了三種物料：金屬固體，富金屬液體和塑料，富金屬的液體主要包含鋰離子，回收為碳酸鋰，濾餅和金屬固體出售給對鈷或鎳含量感興趣的下游冶煉廠(Glencore)。Recupyl用于鋰離子電池回收的濕法冶金工藝稱為Valibat，其中包括了在惰性氣體混合物(CO2)下進(jìn)行對廢電池進(jìn)行機(jī)械處理，以及對鋼，銅和塑料進(jìn)行的物理分離。SungEelHiTech是位于韓國的濕法冶金回收企業(yè)，具有從退役鋰離子電池中回收Ni，Mn，Co，Li和Cu的能力，回收的材料(金屬硫酸鹽和磷酸鋰)會被提供給電池制造商。單一工藝適應(yīng)性差，聯(lián)合工藝優(yōu)勢互補?；鸱ɑ厥展に嚧嬖谥蠐p失、廢氣及粉塵排放、能耗高等缺點；濕法回收法存在著廢水處理困難、程序繁瑣、化學(xué)試劑消耗量大及成本高等缺點。一些學(xué)者便提出了火法焙燒-濕法冶金聯(lián)合法回收工藝，利用火法焙燒改變正極活性物質(zhì)的成分，再利用濕法溶解、分離(萃取、沉淀)，最終得到金屬或金屬化合物。另外，事實上，火法工藝更多為前序流程，產(chǎn)品以合金為主，后續(xù)多聯(lián)合濕法工藝進(jìn)一步分離金屬元素，比如Umicore的Val’Eas工藝在火法工藝后得到合金金屬，在經(jīng)過酸浸經(jīng)萃取得到金屬鹽，最終通過高溫還原回收金屬單質(zhì)，全流程屬于聯(lián)合工藝?；鸱üに嚍榇淼娜毡舅髂峁荆鞒虨榛鸱ㄅc濕法工藝的聯(lián)合。日本索尼采用火法工藝，塑料和電解質(zhì)在1000°C的煅燒過程中被燒掉，剩下的材料中包括金屬和活性材料。Fe，Cu和Al可以通過磁性被分離，通過火法回收生成的活性物質(zhì)則被送到Sumitomo進(jìn)行進(jìn)一步的濕法冶金回收，在那里鈷被回收為氧化鈷，產(chǎn)品純度高，可用于制造正極材料。Sumitomo還宣布了首個通過火法冶金回收銅和通過濕法冶金回收鎳的方法。頁的重要聲明碳酸鋰、硫酸鎳等環(huán)環(huán)、硫酸鈷、三元前驅(qū)體新材體、電池級碳酸鋰業(yè)體純鈷、純鎳、三元前驅(qū)體科體法、火法法鎳鈷鹽等體EA法鋰cupylitsubishicurecVTR、渣濕法回收碳酸鋰AkkuserOYBatrec物etrievco電池設(shè)計，其中鋰無法回收reUmicore、鋰化合物料活性，助力磷酸鐵鋰梯次利用電池性能衰減源自電池材料的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)變化，修復(fù)材料缺陷實現(xiàn)電池材料回收已經(jīng)成為熱點方向。退役電池宏觀尺度下幾乎所有的性能衰退，均是由于分子尺度下的材料本身發(fā)生了結(jié)構(gòu)或者化學(xué)變化以及微納尺度下的材料形貌或者紅外特性變化引起的，若采用物理或電化學(xué)等方式，對拆解分離后的退役鋰電池電極材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行修復(fù)，可以最終處理再生為可再次投入使用的電極材料或其前驅(qū)體，這種技術(shù)稱作電池的物理修復(fù)再生技術(shù)，已經(jīng)成為近年來回收處理退役電池的新型熱門方向。修復(fù)再生技術(shù)主要有直接修復(fù)再生和高附加值再生。磷酸鐵鋰材料電性能衰減的主要原因是材料中活性鋰的損失，因此通過向磷酸鐵鋰電池正極材料中補充鋰元素可以獲得較好性能的再生材料。直接修復(fù)再生即通過不同溫度的高溫煅燒，對正極材料的電化學(xué)活性進(jìn)行修復(fù)，從而直接獲得可再次利用的正極材料，這類方法簡金屬新材金屬新材料頁的重要聲明便且成本較低、對環(huán)境影響較小，但再生產(chǎn)物易出現(xiàn)夾帶雜質(zhì)、結(jié)構(gòu)修復(fù)不完全的問題。高附加值再生是指將退役磷酸鐵鋰電池正極材料中的鋰、鐵、磷以化合態(tài)形式浸出回收，作為原料，在補充鋰源、鐵源或磷源后，通過水熱法、高溫固相法、噴霧干燥固相法、噴霧熱解法、碳熱還原法等方法重新合成性能較好的磷酸鐵鋰正極材料；通過高附加值再生所制得的產(chǎn)品性能優(yōu)良，但工藝復(fù)雜、耗能較大、易對環(huán)境造成污染。.物理修復(fù)工藝全組分回收在高校得到技術(shù)進(jìn)展。國內(nèi)中南大學(xué)、清華大學(xué)等研究發(fā)展出全組分物理法回收技術(shù)，通過精確拆解、材料修復(fù)的方式，實現(xiàn)了電解液、隔膜、電池材料的全組分回收，且回收率較高，有效回收正、負(fù)極材料、隔膜、電解液材料等，雖然廢舊隔膜和電解液一般不能再參與到動力電池的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，但其仍可以實現(xiàn)材料層面的循環(huán)利用，并且可以通過回收很好地避免回收過程中的環(huán)保隱患。 金件退役電池退役電池檢測檢測放放電拆解拆解梯次利梯次利用精準(zhǔn)拆解精準(zhǔn)拆解材料修復(fù) 廢隔膜正正極材料成成分調(diào)整高高溫固相修復(fù)正正極修復(fù)材料 銅粉 鋁粉 負(fù)極材料 負(fù)極材料成成分調(diào)整高溫固相修復(fù) 負(fù)極修復(fù)材料電池制電池制造資料來源：高工鋰電，賽德美，中信建投修復(fù)工藝后的電池材料可以獲得較好的性能。中南大學(xué)對退役廢舊磷酸鐵鋰和三元動力電池進(jìn)行物理修復(fù)，修復(fù)的磷酸鐵鋰電池材料具有較高的振實密度、顆粒尺寸均勻、結(jié)晶性好、雜質(zhì)含量低，但包覆層厚度不均勻，性能上具有較高的放電比容量、優(yōu)異的倍率和循環(huán)性能。用于高溫儲能場景中，與商用的磷酸鐵鋰電池相比，雖然儲性能略低，但容量恢復(fù)率較高。同樣采用精細(xì)拆解、物理修復(fù)技術(shù)處理退役三元鋰離子電池，修復(fù)的三元鋰電材料具有較高的電壓、循環(huán)穩(wěn)定性、較低的交流阻抗、較高的放電比容量、優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。修復(fù)的石墨負(fù)極材料具有較低的嵌鋰電位、較高的比容量。景材料/商用材料始容量/Ah剩余容量/Ah容量保持率/%復(fù)容量/Ah容量恢復(fù)率/%60℃-7天.80525℃-28天.4.80信建投金屬新材金屬新材料頁的重要聲明國內(nèi)賽德美公司已商業(yè)化運營，采用物理拆解+材料修復(fù)的方式回收電池。首先通過全自動化的物理精確化拆解，將動力電池中的正負(fù)極材料、隔膜、電解液、五金件等組分結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化拆分，再通過材料修復(fù)工藝，將拆解得到的正、負(fù)極材料進(jìn)行成分調(diào)整和高溫固相修復(fù)后，最終生成修復(fù)后的正、負(fù)極材料粉體。據(jù)賽德美表示，目前物理法對鐵鋰三元全組份回收率可以大于90%，甚至到95%以上。具體而言，正負(fù)極材料可以實現(xiàn)極高效率回收，隔膜回收率在95%以上，電解液也可以做到90%左右。修復(fù)材料制造成鋰離子電池后，可組裝成PACK，應(yīng)用于低速車、電動自行車、電動工具和家用儲能等領(lǐng)域。負(fù)極回收鋰電池負(fù)極材料的種類繁多，但目前應(yīng)用較多的是碳、石墨類和非石墨類碳材料。石墨負(fù)極材料回收工藝通常采用熱處理、浸出或研磨浮選的方式來回收。石墨在廢舊鋰電池當(dāng)中所占比例(質(zhì)量分?jǐn)?shù))約為12%~21%，這一數(shù)量十分可觀。在某些不生產(chǎn)石墨或者石墨儲量較低的國家，例如美國和部分歐洲國家，都將石墨作為一種關(guān)鍵材料，回收的石墨粉通過改性后有望循環(huán)應(yīng)用于電池生產(chǎn)中。浮選法回收：石墨天然疏水，與親水物質(zhì)表面物理化學(xué)性質(zhì)差異較大，可采用浮選方法，添加捕收劑、起泡劑、調(diào)整劑等，將石墨與其他親水材料分離。廢鋰離子電池中的LiCoO2則是極性強、親水性好的離子晶體，浮選法實現(xiàn)了LiCoO2正極和石墨負(fù)極材料的同時回收，簡化了回收流程，操作簡單、高效、污染小，但是該方法回收的石墨含有較多雜質(zhì)，分選得到的石墨純度有待進(jìn)一步提高。熱處理回收：電池負(fù)極銅箔與活性物質(zhì)間存在黏合劑PVDF，熱處理法是將電池負(fù)極置于一定高溫區(qū)間使黏合劑揮發(fā)或分解，銅箔集流體與負(fù)極石墨粉分離。熱處理法可高效地去除黏結(jié)劑，分離銅箔集流體與活性物質(zhì)。但不足是，高溫條件下有機(jī)黏結(jié)劑易分解生成有害氣體，如不采取合理的處理會產(chǎn)生二次污染。濕法冶金回收：濕法冶金的原理是基于電池中金屬能夠溶解于酸/堿溶液或其他溶劑，將金屬轉(zhuǎn)移至溶液中，采用過濾方式將石墨與其他金屬物質(zhì)分開，回收石墨的同時還能回收有價金屬。濕法冶金過程操作溫度低，可有效回收負(fù)極中的鋰鹽，但由于LiF等難溶鋰鹽的存在，過程會消耗大量的強酸還會產(chǎn)生毒性更強的氫氟酸。因此采用濕法冶金回收的有效方案是將正極和負(fù)極回收合并，可以大大簡化回收流程，減少廢酸帶來的二次污染。濕法冶金具有低能耗、易操作、回收率高及環(huán)境風(fēng)險低等優(yōu)勢，但存在電解質(zhì)和粘結(jié)劑殘留等問題。濕法和火法的聯(lián)合工藝：單純的濕法冶金存在一定問題，有研究者提出將濕法冶金和火法冶金結(jié)合?；鸱ㄒ苯鹗菍⒔?jīng)過預(yù)處理后的廢電極粉末高溫處理，去除有機(jī)物的同時使粉末中金屬及其氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到合金和爐渣，是處理廢電池的常用方法之一。濕法和火法相結(jié)合的方式回收廢鋰離子電池石墨負(fù)極，正負(fù)極混合粉末酸浸后過濾，得到的石墨濾餅與NaOH粉末在500℃下進(jìn)行燒結(jié)，除去大部分雜質(zhì)，并用去離子水洗滌和干燥后得到再生石墨。電化學(xué)法回收：將石墨和銅箔的分離及鋰資源的回收相結(jié)合，簡化了回收流程和成本。但是，未考慮黏結(jié)劑及導(dǎo)電劑的去除，產(chǎn)生的石墨含有少量的粘合劑殘留物，純度不足，這影響了其后續(xù)的再利用價值。金屬新材金屬新材料頁的重要聲明金點，分離銅箔集流體與活性物質(zhì)墨的同時還能高產(chǎn)量的回收有價金屬;低高較多雜質(zhì)，分選得到的石墨純度不足，難以滿足商業(yè)劑易分解生成有害氣體，如不采取合理的量的強酸還會產(chǎn)生