再生利用技术基本成熟，锂电池回收行业市场空间广阔

2023-06-01 09:28

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一、动力电池再生利用技术基本成熟

锂离子电池（LIBs）1990年由日本Sony公司研发成功并实现商业化，目前已广泛应用于各领域，主要应用范围包括便携式电子产品、电动车和大规模储能领域。相比于镍镉、镍氢电池，锂离子电池主要优势包括比能量高、循环性能好、自放电小和无记忆效应等。锂离子电池主要结构包括电池壳和电芯，其中电芯包括正极、负极、隔膜、集流体和电解液。

锂离子电池单体主要结构及组成

主要结构		主要材料组成	质量占比
电池壳		铝壳（铝壳电池）、铝塑复合膜（软包及聚合物电池）、不锈钢（钢壳电池）	20～25%
电芯	正极	钴酸锂、镍酸锂、镍钴二元材料、镍钴铝和镍钴锰三元材料、磷酸铁锂等	25～30%
	负极	含碳石墨材料	14～19%
	隔膜	PP/PE	约5%
	集流体	铝箔（正极)、铜箔（负极）	10～16%
	电解液	LiPF6溶液、碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯（有机溶剂）	10～15%

资料来源：观研天下数据中心整理

动力电池拆解回收是指将已经报废的动力电池集中回收，通过工艺技术回收电池中的镍、钴、锰、铜、铝、锂等金属，再将这些材料循环利用。动力电池回收方式可分为梯次利用与再生利用。一般而言，若退役动力电池在其他领域仍具备使用价值的，可先进行梯次利用，不适用或不再符合梯次利用条件的，进入再生利用环节。出于安全等因素考虑，一般认为磷酸铁锂电池相对三元锂电池更适用于梯次利用情景。国家能源局2022年6月发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求（2022年版）（征求意见稿）》提出，中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池，不宜选用梯次利用动力电池。目前，电池梯次利用量占回收电池总量的比重约为14%，其余86%的电池则直接进入再生利用环节。

动力电池的回收流程

资料来源：观研天下数据中心整理

根据观研报告网发布的《中国锂电池回收行业发展趋势分析与投资前景研究报告（2023-2030年）》显示，在拆解回收方面，目前，动力电池电解材料的回收工艺主要包括物理回收、湿法回收、火法回收。回收后的碳酸锂、硫酸钴、硫酸镍等各种原料若达到电池级技术标准，则其制造电池的效果与直接开采锂镍钴无异，目前技术上已能满足电池级要求。目前，国外以火法冶金为主，国内则逐渐形成以“湿法为主，其他技术为补充”的工艺路线。

湿法回收的成本主要是由化学试剂与能源费用组成。一方面，湿法冶金需要消耗大量的化学试剂，这使得企业的湿法冶金成本将会受到硫酸、氢氧化钠等化学试剂价格波动的影响；另一方面，湿法回收属于高能耗行业，企业的能源费用普遍较高。以德国动力电池回收企业Primobius于2020年的湿法回收成本情况来看，化学试剂与能源费用的成本占比分别为33.4%、26.4%，合计占比高达59.8%。因此，提高化学试剂的使用效率、降低再生利用环节的能耗成本将是各动力电池回收企业构筑成本优势的着力点。

动力电池再生回收利用主要技术方法

	火法回收	湿法回收	物理拆解回收	生物法回收
基本原理	在高温环境下进行燃烧获得有价金属。	通过化学溶剂将活性物质选择性溶解后，富集并分离浸出液中的金属元素。	精确拆解分离回收材料，将正、负极材料修复再生。	利用微生物菌的特殊选择性实现金属的浸取和溶解。
优点	对原料要求较低，适用性广，处理量大。	可以有效的回收废旧电池中各种有价金属离子。	环保无污染，更高的经济性，可有效回收隔膜、电解液材料。	耗酸量少、金属浸出率高、环境友好、操作条件温和等。
缺点	无法回收废旧电池中的有价金属锂，煅烧过程中能耗高，致使回收成本高，且炉渣的金属含量高。	工艺流程长，处理过程相对复杂，酸碱耗量大，废水排放量大等。	提取的碳酸锂材料会混入杂质，对电池会有5%能量密度的下降，因此主要应用于两、三轮车及储能等市场。	生物浸出所需的菌种不易培养，耗时长，高浓度的金属溶液抑制其浸出率。
应用公司	日本Mitsubishi，德国Accurec等。	美国RetrievTechnologies，法国Ｒecupyl，格林美，邦普循环，赣州豪鹏等。	赛德美。	目前作为废旧电池回收技术储备。

资料来源：观研天下数据中心整理

二、我国锂电回收行业处于爆发前期

我国锂电回收可分为蓄力期、增长期以及爆发期三个时期。

1）2015年前为蓄力期：在政策加持下，锂电池开始渗透到动力领域，主要用于客车或大巴等车型，电池类型以磷酸铁锂电池为主，装车量占到约70%，锂电池回收处于起步阶段，以小作坊回收为主。

2）2015-2021年为增长期：随着新能源汽车的快速发展，锂电池装车量激增，三元电池装机量赶超磷酸铁锂电池。2018年起，工信部陆续发布了三批《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单，回收行业形成一批较优质的合规企业。

3）2021年后为爆发期：锂电池装机量保持高速增长，回收行业玩家不断增多，三元电池回收竞争白热化，磷酸铁锂回收的经济性随金属价格上涨和技术进步有所增强。

锂电池回收行业发展历程

资料来源：观研天下数据中心整理

三、政策助力电池回收市场健康发展

中国动力电池回收政策起源于2009年，工信部出台《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，首次提出将电池回收作为新能源汽车产品准入条件，随后颁布多项政策性文件和技术标准。到2021年《锂离子电池行业规范条件（2021年本）》鼓励锂电企业加强技术创新、提高产品质量、降低生产成本，近年来国家层面累计发布不少于30项锂电回收相关政策，有效助力电池回收市场健康发展。

中国动力电池回收部分相关政策

发布时间	发布部门	政策文件	主要内容
2009.6	工信部	《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》	明确了新能源汽车的定义和范围，完善了生产企业、产品准入条件。
2016.12	工信部	《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》（征求意见稿）	国家支持开展动力蓄电池回收利用的科学技术研究，引导产学研协作，鼓励开展梯级利用和再生利用，推动动力蓄电池回收利用模式创新。并明确设计、生产及回收责任。
2017.01	发改委	《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》	拓展电动汽车等分散电池资源的储能应用化，完善动力电池全生命周期监管，开展对淘汰动力电池进行储能梯次利用研究。
2018.2	工信部等七部委	《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》	落实生产者责任延伸制度，汽车生产企业负有电池回收主体责任。
2018.3	工信部等七部委	《新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案》	建立完善动力蓄电池回收利用体系，探索形成创新商业合作模式。
2018.7	工信部	《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》	建立新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用综合管理平台，监测各环节主体责任履行情况。
2019.11	工信部	《新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营指南》	要求新能源汽车生产及梯次利用相关企业建立回收服务网点，相关企业可共建共享回收服务网点。
2019.12	工信部	《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法》	明确新能源电池企业在布局和项目选址、技术装备和工艺、资源综合利用及能耗、环境保护要求等方面的要求。
2020.7	国务院	《报废机动车回收管理办法实施细则》	回收拆解企业应按相关要求对报废新能源汽车的废旧动力蓄电池或其他类型的储能装置进行拆卸、收集、贮存、运输及回收利用，加强全过程安全管理。
2021.8	工信部等五部委	《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》	鼓励梯次利用企业与动力电池产业链上下游相关企业开展协议合作，加强信息等资源共享。
2021.9	能源局	《新型储能项目管理规范(暂行)》	要求新建梯次利用储能项目建立退役电池一致性管理和溯源系统，并取得资质机构出具的电池安全评估报告
2022.11	工信部、国家市场监督管理局	《关于做好锂离子电池产业链供应链协同稳定发展工作的通知》	鼓励锂电生产企业等上游资源企业、锂电回收企业、锂电终端应用企业及系统集成、渠道分销、物流运输等企业深度合作。落实《“十四五”工业绿色发展规划》等要求，完善废旧新能源汽车动力电池回收利用体系，提高综合利用水平。

资料来源：观研天下数据中心整理

四、行业市场空间广阔，有望突破千亿规模

中国是全球最大的锂离子电池生产与消费国，拥有完整产业链和一批具有国际竞争力和领导地位的电池头部企业。近年来国家政策持续支持新能源行业发展，新能源和储能呈快速增长趋势，带动锂电池行业同步快速扩张。根据GGII，2022年国内锂离子电池出货量655GWh，同比+100.3%，其中动力电池是我国锂电池最大细分品类，2022年占比73%。

数据来源：GGII，观研天下数据中心整理

当前动力电池的寿命约8-10年，但对新能源汽车动力电池来说，当其电池容量衰减至额定容量的80%时，就不再满足使用要求，因此实际有效寿命约5-7年。退役后的动力电池可直接回收，也可梯次利用在低性能要求的场景中。由于锂电池大规模应用时间较晚，前期报废数量较少，锂电回收行业仍处于爆发前期。2022年，我国废旧锂电池实际回收量为41.5万吨，同比增长了75.85%，其中，磷酸铁锂电池仍然主要用于梯次利用，而包括三元和钴酸锂等电池更多的用于回收拆解再生利用。

从市场规模来看，在原材料价格大幅上涨的背景下，近年来废旧锂离子电池回收拆解与梯次利用行业呈现出价量齐升的爆发式增长局面，2022年整个行业市场规模增长至154亿元，同比增幅达到42.96%。未来随着中国新能源汽车市场规模壮大，以及锂电池在储能、3C等其他领域应用的提升，未来锂电池报废量也将进一步增加。预计到2030年，整个行业的市场规模将超过1000亿元，达到1053.6亿元，届时实际回收量将越来越接近理论值。