动力电池回收产业研究报告

动力电池回收产业研究报告1.空间广阔、电池回收行业景气将至1.1.动力电池退役潮来临，电池回收空间广阔我国新能源汽车自年起快速放量。年是我国新能源汽车产销暴发元年，当年产量为40.13万辆，同比年增加291%，销量为33.11万辆，同比增加342.9%，产销的同比增速均较以前水平有明显提高。时至年11月，我国新能源汽车年度累计产量已达319.30万辆，累计销量已达298.95万辆，新能源汽车的产销水平在年之后持续走高。新能源汽车产销高增带动动力电池装车量走高，动力电池将在将来面临较大退役规模。根据中国汽车动力电池产业创新联盟的统计，近年来我国动力电池的装车辆水平呈现出了逐步提高的趋势，截至年11月，我国的动力电池月度装车量水平已达20.82Gwh，创历史新高。在动力电池装车量持续上行的背景下，前期售出的新能源汽车将逐步报废，将来动力电池的退役量或将形成较大规模。年为动力电池退役早期，将来动力电池退役量规模将持续放量。根据以前我国新能源汽车的销量状况来进行测算，黎宇科在《车用动力电池回收运用经济性研究》中提到新能源乘用车寿命在4-6年左右，若假设我国动力电池的退役年限均为5年，则年的动力电池退役水平预期将为25.2万吨，到2030年，我国的动力电池退役水平预期将为237.3万吨，9年间CAGR约为28.3%。退役电池回收需求旺盛，而回收公司供应仍相对乏力，将来电池回收赛道将持续景气。在新能源动力电池退役规模持续增加的预期下，现在电池回收行业中已相继涌入多家公司，年我国的动力电池回收公司注册量约为2579家，较年增加约253.3%。但在上述的注册公司中，多数属于中小公司，其中注册资本在100万下列的公司占比约为25%，注册资本在100-500万之间的公司占比约为35%。另首先，根据我国工信部所公布的《新能源汽车废旧动力蓄电池综合运用行业规范条件》，现在仅有27家符合我国电池回收行业原则的公司。因此综合来看，现在电池回收行业中中小竞争者较多，行业的供应水平相对有限。1.2.循环运用前景广阔、电池回收将来可期退役动力电池的循环运用重要手段为梯次运用以及报废回收。不同材料的动力电池在使用寿命上存在一定差别，如磷酸铁锂电池的循环寿命较长，在同样的循环次数下，其相对容量将明显高于三元电池。因此，对于不同材质的动力电池现在有两种回收解决方式，第一种为报废拆解，即对使用寿命短的电池，直接对电池进行拆解解决，提取内部可回收金属；第二种为梯次运用回收，即将剩余容量较高的退役电池在低规定的电池领域进行二次使用。1.2.1.梯次运用回收：技术不停突破，将来空间广阔电池梯次运用流程较长，需涉及监测、打包重组等多个环节。由于不同应用场景下对梯次运用电池的规定不同，因此在废旧电池的梯次运用过程中必须首先对每个单体电池的性能进行监测。但由于废旧电池多以电池包的形式流向市场，造成每次对单体电池的检测都要先将电池进行拆解。在此状况下，现在退役电池的梯次运用流程涉及的环节及技术也较为复杂。梯次运用的退役电池现在重要被应用于储能、电信基站、低速电动车等领域。在储能领域中，现在我国较为成功的项目有比克电池在年8月落地的电池整包梯次运用项目，这一项目将退役的磷酸铁锂电池及三元电池进行混合使用，在国内含有较为领先的示范意义；在基站电源方面，退役的磷酸铁锂电池在体积以及室外条件的使用效率方面均较普通铅酸电池更具优势，中国铁塔已于年开始对其旗下基站统一采购梯次运用电池；在低速电动车方面，杭州锣卜科技以及国网浙江电力公司已率先将梯次运用电池应用到了电动三轮车以及电动自行车方面。梯次运用技术可突破领域较多，将来空间广阔。在电池的梯次运用过程中存在五项核心技术，涉及健康状态和残值评定、快速分选、有效均衡、应用场景分析以及再退役评定。对于现在而言，动力电池的梯次回收技术由于尚存一定技术限制，因此其经济效益并不明显，将来随着上述各项技术相继获得突破，动力电池梯次运用回收的经济性也将逐步凸显。1.2.2.报废拆解回收：2030年或达千亿规模报废拆解回收流程相对简洁，为现在电池回收的重要技术手段。在动力电池的报废回收过程中，其工业流程重要涉及预放电、拆解、筛选、剥片、纯化、在生产等流程，其过程较电池的梯次运用省去了检测、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朴，且梯次运用后的电池仍需通过报废拆解进行解决，因此现在电池回收公司多从事拆解回收。新能源汽车销量将持续增加，为动力电池回收发明较大空间。国务院在《新能源汽车产业发展规划（—2035年）》提出，我国新能源销量占比将在2025年达成汽车销量的20%，截止年11月，新能源汽车占比已达全部汽车销量的17.8%左右，因此我们对2025年的新能源汽车销量占比进行了一定上调，若假设2025年我国新能源汽车销量可达全国汽车总销量的35%，则对应2025年的新能源汽车销量为916万辆，动力电池装车量将达300万吨以上。而随着我国动力电池装车量的持续上行，将来也将有更多的动力电池面临退役。以5年寿命推算，2030年我国动力电池退役总量将达237.32万吨。假设-2025年中我国新能源乘用车的销量在新能源汽车中的占比将保持96%的比例不变，且乘用车中磷酸铁锂电池的应用比例将在将来达成65%的水平，而商用车的动力电池选择均为磷酸铁锂。另首先，我国新能源汽车的单车带电量以及新能源动力电池的能量密度保持稳定的上行趋势，同时各类电池的使用寿命平均为5年。则对应2030年我国退役的磷酸铁锂动力电池规模将达153.1万吨，退役三元电池规模将达84.2万吨。新能源材料价格持续上行，动力电池回收效益可期。根据侯兵等人在《电动汽车动力电池回收模式研究》一文中的研究，新能源动力电池中尚有众多高价值金属元素，如锂、钴、镍等。随着将来动力电池回收技术的逐步成熟，预期可回收的金属比例将有进一步的提高。根据中研网数据，现在金属钴与碳酸锂回收率可分别达成95%和85%，保守预期将来可回收比例可达95%，且去除磷酸铁锂电池的梯次运用影响，预期2030年全行业可回收的磷酸铁、碳酸锂、硫酸镍、硫酸钴以及硫酸锰总质量将分别达成103.9万吨、19.3万吨、69.9万吨、29.0万吨以及15.4万吨。从各新能源材料的价格变动上看，近年来各类材料价格均呈现出了上行的趋势，而其价格的上行也将使得动力电池回收更加有利可图。保守预计下，2030年我国动力电池回收行业总规模将达1000亿元以上。基于上述新能源各类材料的回收量以及其价格变动状况来看，过去几年新能源材料价格普遍上行，其中磷酸铁、碳酸锂、硫酸钴近4年均价的CAGR分别为8.7%、12.8%以及7.6%，基于保守假设，若将来各类材料价格每年在年基础上提高2%，则对于2030年动力电池回收总规模将达1074.3亿元。1.3.资源回收效益较强，行业发展动力充足废旧电池含有多个金属资源，回收运用品有经济效益。从锂电池所含重要材料及化学物质能够看出，动力电池中含有大量可回收的高价值金属，如锂、钴、镍等。在镍氢电池中，镍含量占比高达35%；在三元电池中，镍、钴、锰、锂的占比分别约为12%、5%、7%、1%。对于废旧动力电池的回收将实现对上述金属材料的再运用，发明较高的回收收益。澳矿存在大规模停产，将来锂矿供应状况或存限制。根据UGSG的数据显示，澳洲的七大锂矿矿山中有三座在年中处在停产状态，分别为Pilgangoora(AJM)、MtWodgina以及BaldHill，涉及停产资源量达3.3亿吨，产能112.5万吨。将来在新能源汽车持续放量的状况下，锂矿资源的供应或将存在一定妨碍。印尼镍矿出口政策收紧，镍供应亦存在不拟定预期。自年印尼颁布《矿产和煤炭矿业法》以来，印尼政府不停紧缩镍矿出口，到年1月1日，全部品位镍矿已正式被严禁出口，其政策收紧态势影响了全球镍资源的供应状况，在将来三元电池高镍化发展的趋势下，镍资源供需或将持续偏紧。资源品供应紧张催化锂镍等金属价格上行，电池回收有望实现较高经济效益。在现在新能源汽车产销高增以及资源品供应相对紧张的带动下，锂镍等金属的价格均出现了不同程度的上行，截至年12月21日，我国金属锂（>99%全国）价格收报119万元/吨，较去年同期上涨约164.44%，电解镍市场均价约为14.75万元/吨，较去年同期上涨约15.09%。在现在锂镍价格持续上行的背景下，电池回收所得到的金属或将实现较高的经济效益，同时也将改善现在金属供应偏紧的局面。1.4.获政策大力支持，电池回收蓄势待发废旧动力电池中包含众多重金属物质，对环境影响较为严重。锂离子电池所包含的重要污染物为其正极材料及电解液，其中在正极材料中，三元正极中的钴元素为有毒物质，同时镍、锰等金属元素也会对土壤造成污染；在电解液中，现在惯用的电解液六氟磷酸锂在遇水后会产生氯化氢物质，造成环境污染，且有机溶剂中的DMC也对环境有害。因此对于退役电池如果不做回收解决则将引发较为严重的环境问题，这一状况也将倒逼国家或有关公司对电池回收予以重视。近年来我国频繁出台有关政策，助力动力电池回收运用。自年以来，我国相继出台多项动力电池回收有关的重要法律法规，其中较为核心的有年工信部等部门所公布的《新能源汽车动力蓄电池回收运用管理暂行方法》，在这一法案中，我国政府对于动力电池回收的生产责任制进行了明确的规定，提出汽车生产公司承当动力蓄电池回收的主体责任。同年，工信部、科技部等七部门联合印发《有关做好新能源汽车动力蓄电池回收运用试点工作的告知》，规定加强与试点地区和公司的经验交流及合作，增进形成跨区域、跨行业的协作机制，动力电池回收项目推广开始。年，工信部公布《年工作节能与综合运用工作要点》，规定进一步开展试点工作，加紧探索推广技术经济性强、环境和谐的回收运用市场化模式，哺育一批动力蓄电池回收运用骨干公司。将来行业内各领先公司或将持续受到政策的助力。2.工艺成熟、三大工艺齐头并进退役电池的主流回收办法有物理回收，湿法回收以及热法回收。物理回收是使用精细拆解及材料修复等技术进行回收，能够全自动无污染拆解，经济性较好。湿法回收重要涉及化学沉淀、溶剂萃取以及离子交换等三种办法，其反映速度较慢且工艺较为复杂，但由于此法对设备等规定较低，且产品纯度较高，因此此法为现在主流的电池回收工艺。热法回收重要涉及机械分选法和高温热解法，是直接实现各类电池材料或者有价金属回收的办法，其工艺较为简朴，但存在回收率低、能耗较高及污染等问题。2.1.物理回收经济性较高物理回收工艺分为自动化拆解和回收再制造两个环节。其中自动化拆解是将废旧锂离子电池通过放电、拆解得到的电池内部成分进行销售或回收解决。而拆解得到的电池芯包通过精细粉碎和分类等一系列手段，得到正极粉和负极粉等有价值的产物。回收再制造是通过将自动化分解中有价值的产物通过成分调节、材料修复等工艺进行电池再制造。三元电池的物理回收工艺含有较高收益。根据《动力电池梯次运用场景与回收技术经济性研究》中的调研成果及测算，在物理回收技术下，废旧三元电池以及磷酸铁锂电池的回收与拆解成本为平均13264元/吨以及8364元/吨；收益分别为16728元/吨以及7703元/吨。基于该组数据，物理法的回收收益将达成全部三种工艺技术的最高水平。另首先，本组数据相对较为久远，随着近年来新能源金属价格价格的普遍上行，现在三元电池的回收收益将进一步提高，而磷酸铁锂电池方面，随着技术的进步以及磷酸铁锂价格的上行，其回收运用的收益空间也将逐步打开。2.2.湿法回收应用范畴最广湿法回收技术重要指采用酸碱溶液对电极材料中的固态金属物质进行提取。在湿法回收流程中，首先将废旧锂离子电池进行分选分类、去壳后溶于酸碱溶液中，再从溶液中萃取出有价值的金属元素，最后通过离子交换法和电沉积等手段提取出硫酸钴和碳酸锂等有价值的金属。湿法回收技术优劣势明显，为我国重要动力电池回收工艺。从湿法回收技术的优势来看，该工艺相对更为成熟，且对于电池中的金属物质回收效率较高；劣势方面，湿法回收流程相对较长，且在回收过程中涉及盐酸等腐蚀性溶剂的运用，因此在污染治理方面存在较高成本。由于现在我国电池回收行业尚不甚规范，行业内中小产能较多，因此在行业的污染治理方面尚未有较为严格的管控方法，湿法回收技术已凭借其工艺简朴的优势成为了现在我国动力电池回收的主流技术。2.3.热法回收工艺相对简朴热法回收工艺重要通过高温手段从废旧电池中对金属及其化合物进行提取。通过高温焚烧，废旧动力电池中的有机粘结剂可被转化为气体形式进行去除，而电池中的金属及各类化合物则将在高温环境下发生氧化还原反映，并在随即通过冷凝的方式被逐步分类。最后经高温焚烧后的废电池渣则将进一步通过磁选等方式进一步提纯。热法回收的预解决过程重要分为高温及低温两种形式。高温焙烧可将电池中的各类金属氧化物还原为单质金属或合金，便于后续的分离解决。而低温焙烧重要用于对电池中的各类有机物进行解决，通过低温焙烧，电极中的氧化物将发生氧化还原反映而被去除。热法回收工艺回收工艺简朴，适合大规模解决。从热法回收的优势上来看，热法回收的工艺流程较短且操作相对简朴，同时适合对大规模的废旧电池进行解决，因此该工艺也受到了市场广泛的研究。但从缺点上看，热法回收工艺在大规模解决废旧电池时易排放出一定的有害气体，在回收是需要配套对应的尾气回收设备。另外，热法回收技术也在电力消耗方面存在一定规定。3.模式清晰、行业联盟或是最优途径我国废旧动力电池回收模式尚处探索早期，将来或存三种商业模式。以电动汽车消费者为起点，实现重度废旧电池的回收运用的途径重要有三种。第一种模式是动力电池公司通过已有的经销销售以及服务网络渠道进行回收；第二种模式是由行业内的电池生产商及电动汽车生产商或电池租赁公司构成行业联盟，共同负责电池的回收；第三种是交由第三方回收公司进行回收。动力电池生产公司是电池回收的重要责任方之一，但以其为主体的回收模式存在规模限制。以动力电池生产商为主导的商业模式拥有较为多元的电池回收渠道，动力