動(dòng)力電池回收梯次利用深度解析

動(dòng)力電池回收梯次利用深度解析在動(dòng)力電池日益劇增的回收需求面前，今年我國(guó)兩會(huì)首次將“動(dòng)力電池回收”話題寫入政府工作報(bào)告。同時(shí)，發(fā)改委等多部門印發(fā)“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的通知，動(dòng)力電池回收行動(dòng)是11個(gè)重點(diǎn)工程之一。隨著汽車智能化、電動(dòng)化趨勢(shì)的持續(xù)發(fā)展，新能源汽車滲透率將持續(xù)提升。2020年，中國(guó)新能源汽車的銷量為136.7萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)3.9%，其中純電動(dòng)汽車銷量111.6萬(wàn)輛，插電混合銷量25.1萬(wàn)輛，國(guó)內(nèi)新能源汽車銷量有望在2030年達(dá)1500萬(wàn)輛以上，這期間將帶來大量的動(dòng)力電池回收梯次利用空間。動(dòng)力電池梯次利用途徑：資料來源：第一電動(dòng)網(wǎng)，行行查動(dòng)力電池回收體系：梯次利用和再生利用隨著電動(dòng)汽車數(shù)量的增加，退役的鋰離子動(dòng)力電池?cái)?shù)量也大幅增加，退役動(dòng)力電池的回收利用成為了一個(gè)極需解決的難題。如果不對(duì)已廢棄的鋰電池進(jìn)行回收，會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重影響。而將回收后的鋰電池進(jìn)行技術(shù)提取，很多材料可以得到二次利用。動(dòng)力電池的回收主要分為梯次利用和拆解回收再生利用兩個(gè)循環(huán)過程，且動(dòng)力電池的回收循環(huán)從梯次利用開始。廢舊動(dòng)力電池回收流向：資料來源：行行查梯次利用屬于輕度報(bào)廢，主要針對(duì)電池容量降低至80%以下，無(wú)法應(yīng)用于新能源汽車上，但電池本身沒有報(bào)廢，可以將退役電池，進(jìn)行回收、篩選、再利用于其他領(lǐng)域，典型應(yīng)用是儲(chǔ)能領(lǐng)域，如風(fēng)光儲(chǔ)能、削峰填谷、備用電源、家庭電能調(diào)節(jié)等。進(jìn)行梯次利用可以緩解回收壓力、降低環(huán)境污染、提升經(jīng)濟(jì)效益，并對(duì)可再生能源的發(fā)展起到幫助作用。再生利用屬于重度報(bào)廢，一般電池容量已損耗嚴(yán)重，無(wú)法繼續(xù)使用，只能通過化學(xué)方式提煉電池中鎳、鈷、鋰等貴金屬達(dá)到再造目的。退役動(dòng)力電池處理方式：資料來源：《鋰離子動(dòng)力電池梯利利用的研究與應(yīng)用進(jìn)展》磷酸鐵鋰電池：梯次利用的主力目前汽車上使用最多的動(dòng)力電池為磷酸鐵鋰電池和三元材料電池。梯次利用的電池多為磷酸鐵鋰電池，磷酸鐵鋰電池容量隨循環(huán)次數(shù)的增多呈緩慢衰減趨勢(shì)，當(dāng)電池容量衰減到80%后，從汽車上退役下來的磷酸鐵鋰電池仍有較多循環(huán)次數(shù)，有較高梯次利用價(jià)值。磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命在3500次以上，部分可達(dá)5000次，同時(shí)容量隨循環(huán)次數(shù)增加衰減趨勢(shì)較為緩慢。此外磷酸鐵鋰電池不含鈷、鋰、鎳等金屬，資源化價(jià)值較低。因此，磷酸鐵鋰電池一般繼續(xù)作為儲(chǔ)能電池繼續(xù)利用，三元電池由于可以提煉出鎳、鈷、鋰等金屬，更適合進(jìn)行資源回收。根據(jù)動(dòng)力電池4-6年的使用壽命進(jìn)行推測(cè)，到2022年前磷酸鐵鋰電池都將是退役電池的主力。動(dòng)力電池梯次利用區(qū)段：資料來源：《動(dòng)力鋰電池梯次利用進(jìn)展研究》，行行查動(dòng)力電池梯次利用主要應(yīng)用領(lǐng)域從應(yīng)用領(lǐng)域看，退役動(dòng)力電池梯次利用可以作為儲(chǔ)能材料，進(jìn)行谷電峰用，平滑分布式電源功率波動(dòng)；也可以作為通訊基站的備用電源；或者用在低速電動(dòng)車、電動(dòng)摩托車等對(duì)電池性能要求相對(duì)較低的場(chǎng)景等。退役動(dòng)力電池在儲(chǔ)能和低速電動(dòng)車等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。儲(chǔ)能的場(chǎng)景對(duì)電池剩余容量的要求不高，儲(chǔ)能系統(tǒng)可使用剩余容量區(qū)間在20%-80%范圍內(nèi)的梯次利用電池，較大利用范圍可提升梯次利用經(jīng)濟(jì)性。動(dòng)力電池梯次利用的儲(chǔ)能系統(tǒng)：資料來源：積成電子電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池梯級(jí)利用電池應(yīng)用于電力系統(tǒng)儲(chǔ)能是可行的，但是由于退役動(dòng)力蓄電池電芯的性能參數(shù)差異較大，如何確定簡(jiǎn)單、合適、可靠并具備一定普適性的分選條件是目前需解決的技術(shù)難題。從應(yīng)用層面整體來看，當(dāng)前由于缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)目前還相對(duì)不成熟，在利用過程中仍存在安全問題，不同類型電池回收之后進(jìn)行統(tǒng)一再利用還存在困難期，梯次利用總體還處于示范性應(yīng)用階段。近日，國(guó)家能源局印發(fā)《新型儲(chǔ)能項(xiàng)目管理規(guī)范（暫行）》。其中指出，新建動(dòng)力電池梯次利用儲(chǔ)能項(xiàng)目，必須遵循全生命周期理念，建立電池一致性管理和溯源系統(tǒng)，梯次利用電池均要取得相應(yīng)資質(zhì)機(jī)構(gòu)出具的安全評(píng)估報(bào)告。動(dòng)力電池梯次利用場(chǎng)景：資料來源：GGII，BNEF動(dòng)力電池梯級(jí)利用市場(chǎng)格局全球范圍內(nèi)都在積極開展有關(guān)動(dòng)力鋰電池梯次利用的研究。德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)家起步早，已有成功的示范工程和商業(yè)項(xiàng)目。日本4REnergy、夏普、美國(guó)特斯拉已先后將梯次電池用于個(gè)人或商業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目。國(guó)內(nèi)梯次利用逐漸走向商業(yè)化，近兩年新投運(yùn)的梯次利用儲(chǔ)能項(xiàng)目主要集中在工商業(yè)儲(chǔ)能分時(shí)電價(jià)套利，地域集中在江蘇，得益于江蘇峰谷價(jià)差較大。在江蘇如東投產(chǎn)的1MW/7MWh梯次利用工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)企業(yè)的首次商業(yè)化運(yùn)營(yíng)嘗試，由中恒電氣旗下煦達(dá)新能源和中恒普瑞聯(lián)合承建，自投運(yùn)以來產(chǎn)生大約4500元/日峰谷價(jià)差收益。梯級(jí)利用技術(shù)壁壘高，需要離散整合技術(shù)、BMS以及壽命預(yù)測(cè)技術(shù)，同時(shí)還需要建立儲(chǔ)能、低速電池銷售渠道，相對(duì)第三方企業(yè)動(dòng)力電池廠或整車廠的優(yōu)勢(shì)明顯。在當(dāng)前動(dòng)力電池退役潮驅(qū)使下，各大動(dòng)力電池回收廠商紛紛發(fā)力，加速跑馬圈地。動(dòng)力電池回收和新能源汽車兩大相關(guān)行業(yè)頭部企業(yè)彼此綁定，布局動(dòng)力電池回收市場(chǎng)，以尋求快速占有市場(chǎng)把握先機(jī)。在潛力無(wú)限的藍(lán)海市場(chǎng)面前，電池回收領(lǐng)域參與者越來越多，主導(dǎo)企業(yè)可分為兩類：第三方的資源回收企業(yè)，以及整車、材料、電池等新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)。

光華科技、天奇股份等第三方回收企業(yè)是這一賽道的先行者。鋰電材料供應(yīng)商正積極參與，工信部公布的第一批電池回收白名單企業(yè)就包括格林美、華友鈷業(yè)與廈門鎢業(yè)，中偉股份和贛鋒鋰業(yè)等企業(yè)也是該領(lǐng)域先行者。寧德時(shí)代、比亞迪、國(guó)軒高科等電池供應(yīng)商，以及蔚來等整車廠也積極布局。寧德時(shí)代早在2015年就收購(gòu)了邦普循環(huán)，通過回收廢舊電池中的金屬元素來生產(chǎn)三元正極前驅(qū)體。其全資子公司寧德蕉城的經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)也包括了電池回收系統(tǒng)。比亞迪在全球設(shè)立了40余家動(dòng)力電池回收網(wǎng)點(diǎn)；蔚來則與寧德時(shí)代、國(guó)泰君安等企業(yè)共同投資了電池資產(chǎn)公司“蔚能”，目標(biāo)不只是做回收，而是要做電池的全生命周期管理。

未來隨著電池性能的提升，梯次利用的價(jià)值也將越來越大，會(huì)有更多的整車廠和電池廠是來投資介入這一塊領(lǐng)域，從而平攤電池全生命的成本。從布局主體上看，資源、材料、電池新能源汽車等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)均在積極開展再生利用布局，第三方的資源回收企業(yè)也有涉入。隨著動(dòng)力電池報(bào)廢高潮的臨近，各企業(yè)投資建廠及資本收購(gòu)等動(dòng)作逐漸密集。由于動(dòng)力電池回收責(zé)任機(jī)制，和電池回收利用的系統(tǒng)性復(fù)雜性，產(chǎn)業(yè)鏈上下游的戰(zhàn)略聯(lián)盟合作是未來的必然趨勢(shì)。

動(dòng)力電池發(fā)展至今，不同廠商電池的一致性較低，動(dòng)力電池與儲(chǔ)能電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，部分退役電池可能達(dá)不到儲(chǔ)能電池的使用要求，并且電池容量、電壓、內(nèi)阻等在梯級(jí)利用時(shí)，會(huì)在很少的循環(huán)次數(shù)下形成斷崖式下跌，對(duì)后期使用維護(hù)造成極大困難，整體來看我國(guó)退役動(dòng)力電池梯次利用仍處在試點(diǎn)階段。

考慮到動(dòng)力電池生命周期