2023年電池回收行業(yè)深度分析報告

1 1 1 3 6 8 8 分級多區(qū)段梯次利用 工藝流程相對復雜，仍需多方面完善 成本下降為長期趨勢 火法工藝：傳統(tǒng)方法，常配合其他工藝使用 濕法工藝：技術成熟、廣泛應用，最大程度回收金屬元素 物理修復：恢復材料活性，助力磷酸鐵鋰梯次利用 20其他成分回收 22 退役動力電池回收價值分析 26退役動力電池回收成本拆解 27 28 電池回收市場空間可達千億 回收渠道：群雄逐鹿中原，得渠道者得天下 第三方回收：具有技術優(yōu)勢，回收渠道為短板 40 41國外經(jīng)驗，他山之石可以攻玉 43 47渠道：發(fā)展的先決條件 47技術：企業(yè)持續(xù)發(fā)展的生命力 49資質(zhì)：白名單或?qū)⒊蔀槲磥硇袠I(yè)準入 規(guī)模：未來洗牌或能勝出 格林美：循環(huán)經(jīng)濟先鋒，技術+渠道雙優(yōu)勢，電池全生命周期布局 6 建議關注公司及盈利預測情況 風險分析 圖表1:中國新能源汽車產(chǎn)量(萬輛) 1圖表2:新能源汽車動力電池裝機量(GWh) 1圖表3:磷酸鐵鋰電池占比反超三元電池 2圖表4:中國三元電池出貨結(jié)構(gòu) 2圖表5:2022年廢舊鋰電回收超過30萬噸 2圖表6:新能源汽車動力電池退役量預測 3圖表7:廢舊鋰電池常用化學材料特性及潛在污染 4圖表8:各類動力電池中鋰鈷等金屬含量(金屬量/電池實物量) 4圖表9:中國鋰鈷鎳資源對外依存度極高(2021年) 5圖表10:再生三元材料碳排放量降低154% 5圖表11:再生型三元鋰電池碳排放量降低約20% 5圖表12:退役動力電池回收利用政策發(fā)展分為三個階段 6圖表13:電池全生命周期管理 8圖表14:退役動力電池再利用路徑 9圖表15:梯次利用及拆解回收適用范圍及優(yōu)劣勢對比 9圖表16:退役動力電池的分區(qū)段梯次利用 圖表17:動力電池梯次利用商業(yè)模式 圖表18:廢舊電池梯次利用處理流程 圖表19:退役鋰離子電池梯次利用于低速車測試數(shù)據(jù) 圖表20:國內(nèi)典型動力電池梯次利用案例 圖表21:國外梯次利用商業(yè)化案例 圖表22:梯次利用電池組價格預測(美元/kWh) 圖表23:鋰離子動力電池結(jié)構(gòu) 圖表24:國內(nèi)典型的動力電池預處理工藝 圖表25:電池材料回收工藝方法對比 圖表26:某火法工藝流程圖 圖表27:Umicore公司Val'Eas工藝的原則工藝流程圖 圖表28:某典型濕法工藝回收三元電池流程 圖表29:火法-濕法聯(lián)合回收工藝流程圖 圖表30:部分電池回收企業(yè)回收工藝路徑及產(chǎn)品情況 20圖表31:全組分物理回收技術流程圖 21圖表32:修復電池材料性能對比 21圖表33:負極材料回收主流工藝優(yōu)缺點 圖表34:電解質(zhì)成分種類復雜、危害大 23圖表35:國內(nèi)外企業(yè)回收鋰離子電池及處理電解液案例 圖表36:三元電池成本結(jié)構(gòu) 26圖表37:三元電池中各材料重量占比 26圖表38:正極材料中主要金屬含量 26圖表39:濕法回收技術處理成本 27圖表40:廢舊磷酸鐵鋰電池價格(元/噸) 圖表41:廢舊三元電池價格(萬元/噸) 圖表42:廢舊磷酸鐵鋰電池成交計價系數(shù) 29圖表43:廢舊三元電池成交計價系數(shù)(%,萬元/噸) 29圖表44:電池廢料計價公式演變歷程 29圖表45:廢舊磷酸鐵鋰電池鋰元素計價系數(shù)(%) 圖表46:廢舊三元電池鋰、鎳鈷元素計價系數(shù)單獨報價(%) 圖表47:鋰回收率與折扣系數(shù)對單噸利潤的彈性計算 圖表48:碳酸鋰價格與折扣系數(shù)對單噸利潤的彈性計算 圖表49:國內(nèi)汽車動力電池裝機量預測 圖表50:國內(nèi)汽車動力電池可回收量測算 圖表51:國內(nèi)其他領域鋰電池可回收量預測 圖表52:各類電池金屬含量計算 圖表53:國內(nèi)廢舊電池回收鋰鈷鎳金屬量預測 圖表54:金屬價格假設 圖表55:國內(nèi)廢舊電池回收市場規(guī)模 圖表56:動力電池回收產(chǎn)業(yè)鏈 圖表57:產(chǎn)業(yè)鏈多環(huán)節(jié)布局電池回收 圖表58:第三方回收模式關系圖 圖表59:電池企業(yè)回收模式關系圖 40圖表60:汽車生產(chǎn)商回收模式關系圖 41圖表61:幾種回收模式的比較和分析 41圖表62:汽車生產(chǎn)商為主導的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟模式 42圖表63:日本動力電池回收利用網(wǎng)絡體系 43圖表64:美國動力電池回收利用網(wǎng)絡體系 45圖表65:德國動力電池回收模式 46圖表66:電池回收服務網(wǎng)點中汽車渠道占比超90% 47圖表67:中國新能源汽車電池回收網(wǎng)點分區(qū)域分布 47圖表68:中國新能源汽車電池回收網(wǎng)點分企業(yè)分布 48圖表69:中國新能源汽車電池回收網(wǎng)點分企業(yè)分布 48圖表70:汽車企業(yè)與綜合利用企業(yè)共建回收服務網(wǎng)點情況 48圖表71:非汽車企業(yè)回收渠道布局情況 49圖表72:部分企業(yè)電池回收產(chǎn)品及技術指標 圖表73:退役電池回收技術專利的市場分布 圖表74:退役電池回收技術主要申請人 圖表75:中國新增動力電池回收企業(yè)注冊數(shù)量 圖表76:中國動力電池回收企業(yè)城市分布TOP10 圖表77:電池回收白名單企業(yè)中約一半有上市公司背景 圖表78:部分企業(yè)電池回收產(chǎn)能及未來規(guī)劃 圖表79:格林美五大資源循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈 圖表80:格林美電池回收利用的全生命周期價值鏈體系 圖表81:格林美“2+N+2”動力電池回收循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)布局 圖表82:格林美鎳鈷錳化學體系產(chǎn)能表 圖表83:格林美主要產(chǎn)品技術路線與工藝流程圖 圖表84:廢物循環(huán)業(yè)務與電池材料業(yè)務營收(百萬元) 圖表85:廢物循環(huán)業(yè)務與電池材料業(yè)務毛利率(%) 圖表86:華友新能源電池(閉環(huán))產(chǎn)業(yè)鏈布局 58圖表87:華友循環(huán)體系合作模式規(guī)劃 圖表88:華友鈷業(yè)電池回收布局情況 圖表89:天奇股份業(yè)務分布 圖表90:天奇股份動力電池回收產(chǎn)業(yè)布局情況 圖表91:邦普循環(huán)是寧德時代產(chǎn)業(yè)生態(tài)重要組成，構(gòu)建電池產(chǎn)業(yè)閉環(huán) 圖表92:邦普循環(huán)全球布局 圖表93:贛鋒回收解決方案示意圖 圖表94:贛鋒鋰業(yè)電池回收布局情況 圖表95:騰遠鈷業(yè)上游-下游延展，一體化布局 圖表96:騰遠鈷業(yè)產(chǎn)能情況及布局規(guī)劃 圖表97:芳源環(huán)保電池回收產(chǎn)能布局 電動車行業(yè)高速發(fā)展，動力電池退役潮臨近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)肟燔嚨馈?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到了25.6%。0201520162017201820192020202102015201620172018201920202021資料來源：中汽協(xié)，中信建投資料來源：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圖表4:中國三元電池出貨結(jié)構(gòu)圖表3:磷酸鐵鋰電池占比反超三元電池圖表4:中國三元電池出貨結(jié)構(gòu)2015201620172018201920202021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。當動力鋰電池壽命衰減至80%以下時，電池的電化學性能將出現(xiàn)明顯下滑，難以完全滿足汽車正常動力需求，電池進入退役狀態(tài)。通常認為，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。圖表5:2022年廢舊鋰電回收超過30萬噸2022年1月2022年2月2022年3月2022年4月2022年5月2022年6月2022年7月2022年8月2022年9月2022年中國動力鋰電池退役剛起步，預計未來規(guī)模達TWh級別。2021年開始，中國新能源汽車產(chǎn)銷量顯著增加，假設平均汽車動力電池平均壽命為5年，則預計到2026年左右電池報廢量將急劇增長，2026年動力電池退役圖表6:新能源汽車動力電池退役量預測40206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，在缺乏保護措施的情況下接觸或擠壓容易引起觸電事故；當電池內(nèi)外短路時，正負極會產(chǎn)生大電流，導致高熱。廢舊電池如處理不當會導致電池燃燒甚至爆炸，甚至導致嚴重火災，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、LiCF?SO?、HF、P?O?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LiPF?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，對動植物也有嚴重的腐蝕作電池材料類別主要物質(zhì)主要化學特性潛在污染鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵與水、酸、還原劑或強氧化劑反應產(chǎn)生金屬負極材料碳材料、石墨、硅碳等粉塵遇明火或高溫可發(fā)生爆炸粉塵污染、一氧化碳有強腐蝕性，遇水可產(chǎn)生HF,氧化產(chǎn)生P?O?電解質(zhì)溶質(zhì)LiPF?、LiBF?、LiAsF?等有毒物質(zhì)水解產(chǎn)物產(chǎn)生醛和酸，燃燒可產(chǎn)生CO、CO?等隔膜聚丙烯PP、聚乙烯PE燃燒可產(chǎn)生CO、醛等白色污染、有機物污染聚偏氟乙烯PVDF、偏氟乙烯VDF外殼材料鋁、鋼、塑料殼、鋁塑膜有機物易燃白色污染、難以降解資料來源：新材料在線，儲能科學與技術，安泰科，中信建投第三，經(jīng)濟性，退役動力電池資源性強，再生利用的經(jīng)濟價值高。廢舊電池含有包括鋰、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)濟性好，為再生利用的主要對象。《廢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指標要求，提供了退電池類別---2021年中國鋰、鈷、鎳的儲量(金屬噸)分別為150萬噸、8萬噸、280萬噸，分別占全球總儲量的6.8%、1.1%、2.9%;中國原生礦產(chǎn)量(金屬噸)分別為1.4萬噸、0.2萬噸、12萬噸，分別占全球原生礦產(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)境圖表9:中國鋰鈷鎳資源對外依存度極高(2021年)圖表9:中國鋰鈷鎳資源對外依存度極高(2021年)60%40%40%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用，推動二次原材料供應，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17.4kgCO?e,而再生型三元材料的碳排放因子是-9.42kgCO?e,比三元材料碳排放因子降低了154%,假設三元材料中，再生型材料的應用比例為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%。圖表10:再生三元材料碳排放量降低154%圖表11:再生型三元鋰電池碳排放量降低約20%排放量(kgCO?e/kg)0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)品設備中的磁鐵將完全使用再生稀土元素、所有蘋果設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”。中國電池回收相關政策建設伴隨產(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，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，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路線，梯次利第三階段，2018年至今，試點實施階段，政策出臺明顯加速，密集發(fā)布汽車推廣應用的指導意見》動力電池回收，建立健全汽車生產(chǎn)企業(yè)、動力電池生產(chǎn)金業(yè)應主動承擔動力電池改委等術政策(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。2016年工信部明確廢舊電池回收責任主體為生產(chǎn)者，加強行業(yè)管2016年工信部套設備，鋰離子電池的隔膜、金屬產(chǎn)品和電極材料再生處理裝2016年工信部案》再利用等壞節(jié)的主體責任，工信部、科《關于做好新能源汽車動力蓄電在17個地區(qū)及中國鐵塔開展新能源汽車動力蓄電池回收利用技部等池回收利用試點工作的通知》點地區(qū)相應的目標任務，有助于建立相對集中、跨區(qū)聯(lián)動的回收體系?！缎履茉雌噭恿π铍姵鼗厥绽诒ＷC安全的前提下，按照先梯次利用、后用管理暫行辦法》開多層次、多用途的合理利用?！缎履茉雌噭恿π铍姵鼗厥绽?guī)定了電池的回收利用管理機制，各地區(qū)也發(fā)布了電池回收處理制度，明確規(guī)定了用溯源管理暫行規(guī)定》車企要承擔主體回收責任，即"誰制造誰回收"2018年工信部與電池生產(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；利用信息技術推動商業(yè)模式創(chuàng)新；統(tǒng)籌布局動力蓄電池回收利用和梯次利用企業(yè)規(guī)模；形成動力蓄電池回收利用技術創(chuàng)新和推廣應用機《關于加強綠色數(shù)據(jù)中心建設的在滿足可靠性要求的前提下，試點梯次利用2019年工信部動力電池再生利用企業(yè)對鎳鈷錳的綜合回收率應不低于98%,2019年工信部工《報度機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細則》卸、收集、貯存，運輸及回收利用，加強全過程安全管理。《京津冀及圍邊地區(qū)工業(yè)資源綜加強區(qū)域互補，統(tǒng)籌推進區(qū)域回收利用體系建設。推動山西、山東、河北、河南、(2020-2022年)》化利用項目建設，全面提升區(qū)域退役動力電池回收處理能力。國務院辦公《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃在動力電池循環(huán)體系方面，規(guī)劃要求落實生產(chǎn)者責任延伸制度，加力電池溯源管理平臺建設，實現(xiàn)動力電池全生命周期追工信部等五《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行必要的檢驗檢測、分類、拆分部委用管理辦法》次產(chǎn)品，使其可應用至其他領域的動力電池梯次利用方案?！稄U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控制技術規(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。《關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年工信部鼓勵先進技術與先進商業(yè)模式梯次利用動力蓄電池。對完善廢舊動力電池回收利用體系進行單獨說明。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用，當動力電池性能下降到原性能的80%,不能達到電動汽車的使用標準，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)。圖表13:電池全生命周期管理兩軟件可調(diào)配件滾流太陽能燈抑粒鋼材資料來源：邦普循環(huán)，中信建投拆解回收：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)。當梯次利用的電池性能進一步衰減至無法利用時，需要再退役，最終仍進行拆解重組分拆梯次利用規(guī)?；l(fā)展存在挑戰(zhàn)，長期或以拆解回收為主導。梯次利用是退役電池的降級應用，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。梯次利用范圍以退役磷酸鐵鋰電池為主以退役三元動力電池為主優(yōu)勢降低成本降低儲能、低速電動車等相關行業(yè)的成本減少污染減少廢舊鋰離子電池污染經(jīng)濟效益較好金屬價格高，具有適用范圍局限不適用三元，以試點項目為主劣勢效率相對較低退役電池評估環(huán)節(jié)耗時長，效率低存在安全隱患電池一致性差異或致重組電池存在環(huán)境污染風險存在環(huán)境污染可能，供應不穩(wěn)定回收渠道供應不穩(wěn)定，部分企業(yè)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)境復雜的領域，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。分級多區(qū)段梯次利用退役動力電池可以根據(jù)衰減程度，多級、多次梯次利用。當動力電池容量衰減到初始容量的80%以下，便達到設計的有效使用壽命，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，進入第四階段，即再生利用環(huán)節(jié)。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%,可應用于對放電功率要求稍低的低速電動汽車、電動三輪車等移動、復雜工況場景；第三階段，為單體電池利用階段，可用容量衰減至20%-60%,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成分，回收金屬元素。圖表17:動力電池梯次利用商業(yè)模式余能檢測滿足電動汽車需求區(qū)段低功率電動車電網(wǎng)儲能家庭儲能就梯次利月電池制電動汽車制造商用戶端圖動力電池梯級回收商業(yè)模式資料來源：《動力鋰電池梯次利用進展研究》,中信建投資料來源：第一電動網(wǎng)，中信建投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用于低性能需求的應用場景；未通過的電池將電池包進行拆解為電池模組，并對外觀、循環(huán)壽命、電池容量、性能狀態(tài)等進行檢測，篩選后的電池按照一致性進行電池重組，未通過電池模組環(huán)節(jié)評估的則進一步拆解為電池單體，再進行重組。重組后的電池進行系統(tǒng)集成，應用于新的場景。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。圖表18:廢舊電池梯次利用處理流程回收網(wǎng)絡退役動力電池梯次利用流程產(chǎn)品余電釋放產(chǎn)品拆除約束電池單體余能測試梯次利用循環(huán)壽命電池模組當前梯次利用面臨規(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。沒有一套標準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化，對不同的電池pack定制不同的解法。當然，這勢必導致拆解作業(yè)無法完全自動化，導致工作效率的降低、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下，梯次利用的經(jīng)濟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)的預估基于有限數(shù)據(jù)，則其安全性能評估和價值判斷準確性低，無形中增加品質(zhì)風險和成本。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，有的甚至會在較少的循環(huán)次數(shù)下電池性能急劇下滑，對后期維護造成較大困難。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動力和儲能電池的技術路線差異：電動汽車和儲能端關于電池的需求有所不同，電動汽車傾向電池具備高因此未來三元動力鋰離子電池梯次利用到儲能領域，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價跨度較大，有關退役電池剩余價值的評估業(yè)內(nèi)也沒有統(tǒng)一標準。關于一個電池的評價估值，其實際剩余容量、健康狀況、預估剩余循環(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。當前關于如何評定退商業(yè)模式創(chuàng)新仍需推進，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