中国动力电池回收行业发展现状及发展特点

第一节中国动力电池回收行业发展状况分析

一、中国动力电池回收行业发展现状

新能源汽车现在虽未进入大规模报废阶段，不过近两年其数量的极速上升将必然导致其动力电池回收问题成为行业关注的焦点。2015 年我国新能源车电池累计报废量约在1.5万吨，到 2020 年前后，我国仅纯电动乘用车和混合动力乘用车的动力电池累计报废量就将会达到 12~17 万吨的规模。

随着北京 2 000 辆新能源车动力电池已过五年质保期，以及北京新能源车保有量已接近 15 万辆，国家回收标准的出台已经如箭在弦上。新能源汽车动力电池的回收与再利用已成为一个不可忽视的问题。再以深圳为例，沃特玛公司生产新能源车动力电池时间较早，由于新能源车动力电池的质保年限为五年，目前深圳全市已有 2 000 辆配备沃特玛动力电池的新能源车出保。几年之后，随着新能源车销量的快速提升，企业将面临大规模动力电池回收的难题。

国内各电池生产企业以及新能源整车企业对于超过质保期的动力电池回收后的利用都没有统一方案。据介绍，沃特玛目前将该公司回收的出保动力电池进行安全检测后形成一个蓄电站，保障白天工厂所需电力。由于公司所在地的电费是白天 1 元 /度，晚上 0.2 元 /度，所以通过由出保电池组成的蓄电站“晚上充电、白天放电”，可以为公司节省一部分开支，也实现了出保动力电池的循环使用。

尽管政策频出，但动力电池回收方面并没有取得实质性成效。国内的纯电动车废旧电池回收远比想象中困难，这主要表现在下面几个方面;首先是锂电池组构造没有固定标准，回收工艺繁琐;其次锂电池组回收点少，政策细则不甚完善，补贴后续措施没有跟上，鼓励回收力度不够，导致回收者积极性不高;最重要的是锂电池组再利用工艺复杂落后，成本超过商品市场价值。以上现象出现的根源还是尽管法律有所规定，但并没有形成统一的废旧动力电池回收系统。

从政策层面看，感觉是政府在以一己之力推动车企回收电池，车企不主动的根本原因在回收电池赚不到钱，如果能优化锂电池组回收和再利用的工艺难题，使之商业价值能大于成本，那么此现象将出现逆转。

从技术层面看，回收电池的技术路线相当复杂，比如在对废锂电池的处理上，首先要对其进行预处理，包括放电、拆解、粉碎、分选;拆解之后的塑料以及铁外壳可以回收;然后再对电极材料进行碱浸出、酸浸出，多种程序之后然后再进行萃取。这套复杂的程序使得很多回收企业都望而却步。

目前我国动力电池研究主要还是集中在提高其安全性能及使用寿命方面，而对于回收利用环节是相当少的，甚至是严重脱节的。在当前的国内新能源车动力电池回收领域，普遍通过消费类电子产品的氢镍、镉镍、锂电池的回收处理方法，提取其中有价值的金属，这种形式在新能源车保有辆少的情况下勉强能解决动力电池回收问题。随着电动车需求全面攀升，到 2017 年锂电池将会供不应求。作为动力电池的锂离子电池含有汞、镉、铅等大量重金属元素，而其正负极材料、电解质溶液等物质对环境也有相当大的影响，每年几万吨数量的废旧电池将来的处理任务无疑是艰巨的，因此，业内专家呼吁要尽快研究动力电池回收以及再利用的问题，同时还要成立专门的回收机构。

二、中国动力电池回收行业发展特点

1、先梯级利用，后再生利用

车用动力电池报废后如不进行必要的处理，会造成环境污染和资源浪费。我国车用动力电池绝大多数为锂离子电池，其中虽然不含汞、镉、铅等毒害性较大的重金属元素，但如果处理不当仍会对环境造成极大污染。

比如废旧锂离子电池的电极材料进入环境中，可与其他物质发生化学反应，造成重金属污染、碱污染和粉尘污染;电解质进入环境中，经过化学反应，可能造成氟污染和砷污染。

有研究显示，回收锂离子电池可节约51.3%的自然资源，包括减少45.3%的矿石消耗和57.2%的化石能源消耗。锂离子电池材料中，包含很多有价值的材料。以一种三元材料电池为例，其中含镍12%、钴 5%、锰 7%、锂 1.2%，如果通过回收工艺，将有价值材料再利用，会达到节约资源的目的。

2、生产企业承担回收利用的主体责任

废旧动力蓄电池应该进行梯级利用后再生利用。梯级利用企业对符合要求的废旧动力蓄电池进行分类重组利用，按照国家统一编码标准对梯级利用电池进行编码和加贴标识。梯级利用企业生产梯级利用产品过程中产生的废旧动力蓄电池，应移交至再生利用企业。

3、提高电池全生命周期使用价值

对电池剩余使用价值的浪费。动力电池报废后，除了化学活性下降外，电池内部的化学成分并没有改变，剩余能量完全可以继续满足家庭储能、分布式发电、微网、移动电源、后备电源、应急电源等中小型储能设备、大型商业储能和电网储能市场的使用。因此，如果废旧动力电池梯次利用技术提高、经济成本下降，在梯次利用领域，动力电池的全生命周期使用价值将会得到充分利用。

4、结构复杂、数据缺乏和成本偏高

首先，退役电池复杂性高，拆解不便。比如，电池有方型、圆柱形不同类型，其叠片、绕组形式也不同。这些复杂性导致电池回收再利用或者拆解时极为不便。如果进行自动化拆解，对生产线的柔性配置要求比较高，从而导致处置成本过高。因此，在目前自动化水平不高的情况下，多数工序是人工完成的。

工人的技能水平可能会影响着电池回收过程中的成品率，同时手工拆解过程中，电池短路、漏液可能导致起火或者爆炸，对人身和财产有潜在安全隐患。

此外，退役电池的再利用必须经过品质检测，包括安全性评估、循环寿命测试等。但是如果动力电池在服役期间没有完整的数据记录，再利用过程进行电池寿命预测时，准确度可能会下降，电池的一致性无法保障。张成斌补充说，如果一些存在问题的电池在筛选过程中没有被检验出来，而再次被使用，会增加整个电池系统的安全风险。

动力电池应采用标准通用性和易拆解的结构，并对电池使用国家统一编码，以利于后期的回收管理。

三、中国动力电池回收行业发展驱动因素

一、环保角度：动力电池含大量重金属化合物，严重威胁环境

废旧动力电池含大量重金属和有机物，严重威胁环境和人类的健康。虽然废旧锂离子电池中不包含干电池和铅酸电池中的汞、镉、铅等毒害性较大的重金属元素，但是其含有重金属化合物、六氟磷酸锂(LiPF6)、苯类、酯类化合物，难以被微生物降解。废旧锂离子电池一旦进入环境中，电池中的重金属离子、有机物、碳粉尘、氟化物等将可能造成严重的环境污染。其中正极材料中的重金属镍、钴、锰污染使环境的pH升高，污染水体和土壤;负极材料中的碳材和石墨会引发粉尘污染，嵌锂也会使环境的pH升高;电解质及其转化物，如LiPF6、LiBF4、LiAsF6、HF、P2O5、B2O3等，引发氟污染改变环境酸碱度，产生的有毒气体污染空气并经由皮肽、呼吸对人体造成刺激;电解质溶剂及其分解和水解产物会引发醛、酮、甲醇等有机物污染;隔膜材料会造成有机物污染;粘结剂受热分解产生HF和氟污染。这些都会严重威胁环境和人类的健康。

图表：废旧锂离子电池中常用组成材料的主要化学特性和环境污染

数据来源：中研普华

二、资源角度：国内镍钴储量和需求不匹配，钴循环再造电池材料

动力电池尤其是三元电池中镍、钴、锂等贵金属含量高，资源稀缺且价格不断上涨。三元材料一般分为两类：NCM(镍钴锰)和NCA(镍钴铝)，以最常见的NCM111为例，镍、钴、锰的含量分别占12%、3%及5%，，具有较高的回收再利用价值。磷酸铁锂电池虽然不包含钴、镍等稀有金属，但锂含量达到1.10%，显著高于我国开发利用的锂矿(锂矿山中Li2O平均品位为0.8%～1.4%，对应到锂含量仅0.4%-0.7%)。随着新能源汽车的推广，电池材料需求增长，在供给紧张的共同作用下对应金属材料的价格也经历了暴涨。电池级碳酸锂经历2015-2016年的暴涨，目前出厂价格接近16万元/吨，仍然处于高位;四氧化三钴价格从2016年的不到150元/千克涨至近400元/千克;硫酸镍价格也从2016年7月份的2.2万元/吨上涨至2.5万元/吨。

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