2022年动力电池回收行业研报（上）

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2022年动力电池回收行业研报（上）

来源: | 作者:星域基金 | 发布时间: 2022-10-09 | 190 次浏览 | 分享到:

当下能源危机和环境问题成为世界挑战，发展新型环保能源、改革新能源消耗方式也是中国面临的重大课题。随着新能源汽车产业的快速发展，我国已成为世界第一大新能源汽车产销国。但是，在电动汽车的电池退役后，如果处置不当，随意丢弃，一方面会给社会带来环境影响和安全隐患，另一方面也会造成资源浪费。因此动力电池回收利用十分重要。

星域基金经过多日的调研，现发布动力电池回收行业研报。报告分为三期，第一期的主要内容为行业综述、行业政策和行业分类，详细内容如下。

1 行业综述

动力电池主要指的是为电动汽车、电动列车等交通工具提供动力来源的锂电池。目前市场上新能源汽车所使用的锂电池以磷酸铁锂电池和三元锂电池为主，各占半壁江山。

磷酸铁锂电池，是一种使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池。这一类电池的特点是不含贵重金属元素(比如钴等)。由于不含有贵重金属材料，磷酸铁锂电池的原材料成本就可以被压缩的非常低廉。磷酸铁锂电池具有耐高温，安全稳定性强，价格便宜，循环性能更好的优势。例如比亚迪，就专精这类电池。

三元锂电池是指使用镍钴锰酸锂作为正极材料，石墨作为负极材料的锂电池。与磷酸铁锂不同，三元锂电池电压平台很高，这也就意味着在相同的体积或是重量下，三元锂电池的比能量、比功率更大。除此之外，在大倍率充电、和耐低温性能等方面，三元锂电池也有很大的优势。

动力电池的回收主要针对磷酸铁锂电池和三元锂电池，其过程包括废旧电池报废—动力电池回收—原料再制造—材料再制造—电池组再制造—再使用—梯级利用(详见图1：动力电池生命周期)。当动力电池的电化学性能降至无法满足交通工具动力需求的标准时，动力电池进入报废阶段。动力电池回收处理，即将报废的动力电池集中回收，通过物理、化学等回收处理工艺将电池循环利用或将电池中具备利用价值的金属元素提取出来。回收处理后的废旧动力锂电池及其材料最终可重新应用于锂电池领域或粉末冶金等领域。

数据来源：格林美2020年年报、星域基金投研部

2 行业政策

双碳实现配套政策在2021年逐步落地，《2030年前碳达峰行动方案》顶层设计十大重点任务中，循环经济助力降碳行动被重点提及，再生资源减碳效果明显价值体现。电池回收再生作为资源高效利用、循环经济体系中的重要一环，被重点提及。

国家为加强新能源汽车动力电池回收管理，规范行业发展，开始陆续出台了多项动力电池回收相关政策。经过十年的发展，动力电池回收体系正逐步规范完善。

虽然国家政策正在逐步完善，但目前动力电池回收受到以下三个问题的掣肘，使政策开展较为困难：

1) 电池残值量的测量标准难以估计：动力电池在循环充放电过程中电池容量会逐渐衰减，当衰减至80%以下时，便达到退役状态。而目前对于动力电池的健康度SOH(State-of-health)有很多种定义标准，包括电池容量衰减定义、电池放电电量定义、内阻增大定义以及电池剩余的循环次数定义。容量和电量定义可操作性强，但容量为电池的外在表现，而内阻和剩余次数定义的可操作性不强，内阻与SOC、温度有关，不易测量，剩余循环次数和总循环次数无法准确预测。因此政策制定者对于动力电池残值剩余量的测定标准存在一定困难。

2) 金属价格波动影响材料回收经济性：金属价格的波动会最终决定动力电池回收市场的盈亏，而金属价格又是受资源供给、技术进步、下游市场综合因素所影响，存在技术周期、产能周期，故金属价格是动力电池回收的市场驱动的决定性要素，既影响动力电池的商业模式，也影响政策制定和执行的有效性。

3) 梯次利用技术标准：梯次利用是动力电池的重要回收方式之一，但目前梯次利用的方式和安全性等因素困扰着标准的制定。标准过高会造成梯次利用市场的萎缩，标准过低又不利于梯次利用市场长期发展。

因此，这些问题都需要在实践中不断总结、不断反馈，进一步完善政策标准、以及商业模式。

3 行业分类

当动力电池的寿命衰减至80%以下时，动力电池的电化学性能将难以满足电动汽车正常动力需求，即可回收处理。根据回收处理工艺差异，动力锂电池回收处理可分为梯次利用模式和拆解再生模式。

3.1 梯次利用模式

梯次利用模式是通过物理手段将无法满足电动汽车动力需求的废旧动力电池包或电芯回收处理的模式，主要是对废旧动力蓄电池进行必要的检验检测、分类、拆分、电池修复或重组为梯次产品，使其可应用至其他领域的过程。梯次利用已经退役的动力电池，可延长电池使用寿命，充分发挥其剩余价值，促进新能源消纳，缓解当前电池退役体量大而导致的回收压力。该模式物尽其用，将动力电池回收从单体电池的拆解，发展成为电池组及电池包的回收使用，因此成为行业推崇的主要原因。

梯次利用模式依据电池容量的衰减程度可分为4个阶段(详见图3：动力电池梯次利用)：

数据来源：汽车之家、星域基金投研部

其中，磷酸铁锂电池因循环次数较多，使用寿命较长，贵金属含量较少，导致拆解回收无法产生太高的经济价值和资源规模化效益，所以磷酸铁锂电池的回收更加适合梯次利用模式。

但实际情况中，退役动力电池梯次利用在技术、市场上仍然存在较大的难度。从技术的角度来看，由于不同应用场景下对梯次利用电池的要求不同，因此在废旧电池的梯次利用过程中必须首先对每个单体电池的性能进行监测。但目前我国动力电池与储能电池遵循的技术标准不同、部分退役的动力电池达不到储能电池的使用要求、基于容量衰减机理分析建立电池寿命预测模型还不完善等多种原因，造成梯度利用退役动力电池在评价检测环节出现困难。

3.2 拆解再生模式

拆解再生模式是通过拆解、分选、焚烧、浸出、溶解、除杂、萃取和结晶等物理和化学手段将废旧动力电池中的镍、钴、锂等具备回收价值的有价金属材料分离出来，并制成金属化合物或动力电池直接原料的回收处理模式，是当前中国动力锂电池回收处理的主要模式。

在动力电池的报废回收过程中，其工业流程主要包括预放电、拆解、筛选、剥片、纯化、在生产等流程，其过程较梯次利用省去了检测、修复、重组、认证等众多过程。而由于报废回收技术流程较为简单，且梯次利用后的电池仍需通过报废拆解进行处理，因此目前电池回收企业多从事拆解回收。

目前动力电池拆解再生的方法主要包括湿法回收、干法回收、生物法回收三类。其中湿法回收是当前动力电池回收行业的主流工艺技术。湿法回收技术相对成熟，回收得到的金属盐、氧化物等产品的纯度能够达到生产动力电池材料的品质要求。目前格林美、邦普循环等国内领先的回收企业，以及AEA、IME等国际龙头企业，大多采用湿法技术路线作为锂、钴、镍等有价金属资源回收的主要技术(详见图4：不同动力电池回收技术路线的优缺点比较)。