动力电池回收那些事儿（1）

2023年12月15日，工信部公示了《新能源汽车动力电池综合利用管理办法（征求意见稿）》，旨在“加大废旧新能源汽车动力电池综合利用管理力度，促进资源循环利用，推动新能源汽车产业高质量发展”。

2024年3月16日，蔚来CEO李斌在中国电动汽车百人会上发表了主题为《加强行业合作，共同解决电池寿命问题》的演讲，其中提到2025至2032年电动汽车动力电池的退役问题。根据动力电池8年或12万公里的质保条件推算，2025年将有32万块电池退役，且退役数量逐年递增，到2032年将累计退役1941万块动力电池。

退役后的电池是继续在其他场景中“发挥余热”，还是直接进入冶炼厂“回炉再造”？这将是整个行业需要解决的规模性问题。今天我们就来聊一聊动力电池回收那些事儿。

1. 电动汽车电池回收的行业概况与展望

1.1 电动汽车电池回收势在必行：缓解上游资源约束

上游资源的稀缺是下游应用市场发展的长期制约因素。预计2025年以后锂资源供需缺口将逐渐显现并扩大，2030年将达到145吨碳酸锂当量。电动汽车电池回收将在一定程度上缓解资源供需不平衡对行业发展的制约。

供给侧：资源压力

• 资源短缺：中国优质矿产资源相对稀缺。优质硬岩锂矿数量较少，盐湖卤水提锂技术和生产能力有待突破。

• 国际供应的不确定性：全球原材料供应集中，产量波动较大。疫情爆发和俄乌冲突等突发事件加剧了全球供应链的不确定性。

• 产能开发周期长：原料矿产开发周期较长。资源生产扩张周期约为电动汽车电池扩张周期的4倍，从而导致供需不匹配。

需求侧：激增的电动汽车市场

• 应用需求强劲：电动汽车市场作为锂资源的主要应用场景，已进入快速增长期，2021年中国电动汽车销量同比增长超过150%。

• 替代研发的困难：不同化学物质的电动汽车电池的研发具有挑战性。从长期来看，对矿产资源需求相对固定的锂电池仍将是主力，短期内很难找到替代方案。

• 激烈的竞争：在电动汽车电池行业竞争日益激烈的情况下，电池企业保持快速扩张步伐，抢占市场份额，带动上游资源需求。

1.2 全球电动汽车电池回收市场规模展望

全球电动汽车电池回收市场发展即将加速，预计未来5年将超过100亿辆，其中锂电池回收市场最为可观。

1.3 电池回收市场的驱动因素：电动汽车电池退役的未来趋势

电动汽车电池的退役浪潮促进了可回收电池废弃物的逐步释放，带动了全球锂回收市场的发展，未来十年，报废电池和工艺废料的数量将以43%的复合年增长率增长；引领全球电动汽车市场的中国市场，也有望在锂电池回收领域迎来可观的增长。

1.4 动力电池回收方法

再利用和直接回收是最普遍接受和最环保的电池处理方法。电动汽车电池再利用的大规模应用面临挑战，中长期内电动汽车电池回收可能以直接回收为主。

再利用的优点：

• 增值：优化电池利用率，最大化剩余价值；

• 降低成本：降低储能、低速电动汽车等相关产业成本，促进循环经济发展；

• 减少污染：有效减少废旧锂离子电池的污染，减少资源浪费；

再利用的缺点：

• 适用限制：不适合三元(NMC)锂电池，难以保持规模经济受制于诸多条件；

• 效率低下：电池的评估过程耗时且效率低下；

• 安全隐患：退役电池的内部安全隐患高度隐蔽性，影响电池组的剩余寿命和安全；

回收的优点：

• 高回收率：技术成熟，资源回收率高；

• 工艺简单：工艺比重复使用更直接，不需要筛选和安全性评估；

• 互补技术：可以采用综合方法来提高回收的经济效益，解决能源过度消耗的问题；

回收的缺点：

• 成本问题：火电投资大，前期能耗高，水电相对耗时；

• 环境污染：火电和水电都容易造成严重的环境污染，对污染处理的要求高；

• 不确定性：生物工艺和超临界CO2萃取等新兴技术仍处于起步阶段；

1.5 回收：电动汽车电池回收工艺流程

动力电池拆解回收的主要挑战在于前端电池回收渠道的不稳定，使得后端电池级原料精炼难以规模化生产。

电池回收渠道高度碎片化导致的不稳定性和高成本，以及电池组规格繁多导致的预处理困难，是拆解回收过程中的两大难点。

机械工艺和金属精炼工艺预处理后的电池组已经相对成熟，可以实现报废电动汽车电池向可回收高纯度原料的有效转化；在锂金属原材料价格大幅上涨的情况下，大规模生产、稳定的报废电池供应和客户关系可以实现可观的经济回报。

1.6 回收：主流电池级材料提取技术

回收企业对报废电动汽车电池中有价金属的提炼一般采用湿法或火法等技术成熟度高、步骤明确的方法，其他新兴工艺如生物法、超临界CO2萃取等尚处于研发初期；目前，在中国，电动汽车电池回收企业的工艺以湿法为主。

湿法工艺特点：

先用酸溶解电池的金属成分，再通过溶剂萃取、化学沉淀法、电解等步骤将组成元素分离为无机盐和金属氧化物。湿法适用于中小型报废电池的回收。

火法工艺特点：

使用高温将电池材料中的金属氧化物转化为金属或金属化合物，然后进行冷凝和精炼。火法兼容性高，适用于各种类型的报废锂电池的大规模回收。

1.7 回收：电池在不同化学系统中的回收前景

电池化学结构和性能的差异决定了报废电动汽车电池的回收模式、再利用方法、价值和市场规模。LFP再利用的发展受限于目前的条件，未来的回收市场有望由NMC电池的直接回收来主导。

LFP电池材料成本相对较低，稳定性好，寿命长，更适合重复使用。NMC电池材料成本较高，稳定性差，寿命短，更适合回收利用。

NMC电池的开发起步晚于LFP，回收率也相对滞后。寿命结束的LFP电池更适合重复使用。然而，重用目前尚未取得技术突破，实现规模经济具有挑战性。预计在中短期内，NMC电池回收市场将继续处于领先地位。

（未完待续）