《广东电池》2020年11月刊

动力电池回收利用现状挑战和未来展望

时间：2021-03-25 来源：未知作者：admin

在国家政策和市场需求的驱动下，中国新能源汽车保有量及动力电池装机量自2014年呈现大规模的发展。按照5-7年的使用寿命预测，动力电池在2020年开始批量进入退役或报废期，即不再适用于在车辆上的正常运行。面对退役动力电池的激增，后生命周期回收再利用，不仅对公共安全和环境效益至关重要，而且对稀有金属的高价值利用、缓解金属供需偏紧格局也具有创新意义。总体而言，动力电池回收利用是新能源汽车行业可持续发展，实现资源闭环的关键环节。

梯次利用及再生利用的价值空间

动力锂电池的回收利用主要分为两个阶段：

1）梯次利用，即指将退役电池进行必要的检验检测、分类、拆分、修复和重组为梯次产品，用于其他运行工况相对简单，对电池性能要求较低的领域。

2）资源再生利用，即对无法进行梯次利用的电池进行破碎、拆解和冶炼等，回收其中的镍、钴、锰、锂等金属。

动力电池容量降低为 80%后，其充放电性能将不能满足汽车行驶的要求，而一般80%-60%的容量仍具有梯次利用使用价值。相对而言，磷酸铁锂电池比三元锂电池的电化学稳定性以及循环寿命更具优势，因此更具梯次利用价值；而三元锂电池由于富含高比例的有价金属，因此更适合进行资源再生利用。

梯次利用主要应用领域包括通讯基站备用电源、电力系统储能和低速电动车，这几类应用可结合租赁模式、规模化利用，实现动力电池的二次收集，因此也是国家所鼓励的。而充电宝、手持照明设备、玩具等不利于回收的小型消费品电器设备的应用，是国家所不允许的。（见《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法（征求意见稿）》）。

业界的一个共识是，梯次利用最好在电池整包或模组级别进行，一方面减少拆解成本，另一方面降低对原本电池包或模组壳体保护性能的破坏。

电力系统储能

梯次电池在低循环（例如100-300个循环）的固定储能应用能实现最大的价值。根据循环次数的要求不同，梯次储能能为电力系统带来主要3个方面的价值：1）通过取代低效且昂贵的发电机组（例如联合循环燃气轮机），以较低成本为电力公司提供备用容量，维持其可靠性；2）延缓输配电网的投资；3）利用电力套利机会，存储可再生电力以便在电力需求紧张时间段使用，从而提高电网的灵活性和稳固性。

动力电池电力系统储能具备大规模应用空间，但目前仍处于实验性阶段，在我国主要是由两大电网主导的示范项目去验证系统的经济性和安全性。根据麦肯锡咨询公司的预测，到2025年，梯次电池在储能应用的成本会比新电池便宜30%-70%，极大的减少每次使用循环的资本投资。

通讯基站备电

通信基站备用电源标称电压固定为48V，对电池的要求不是特别的高，是梯次利用的最合适场景。相比目前常用的铅酸电池，梯次磷酸铁锂电池在循环寿命、能量密度、高温性能、环保等方面更具备优势，因此理论上可全面替代铅酸电池。

作为国内三大通信运营企业的基础设施综合服务商，中国铁塔承担着国内2/3以上的通信基站建设任务，也是梯次利用商业化拓展的最大用户，具有长期稳定的需求。2018年，中国铁塔宣布全面停止采购铅酸电池，统一采购梯次利用电池。目前，中国铁塔公司已累计在全国38万个基站使用梯次电池5.5GWh。今年起，中国铁塔在采购梯次利用电池的同时也在采购新生磷酸铁锂电池。

随着5G基站建设进程加快，梯次利用电池的需求将大幅提升。

低速车

低速电动车包括两三四轮低速电动车、电动摩托车、电动自行车等，这一领域拥有巨大市场空间，比汽车市场更大。光是电动自行车社会保有量已经高达 2.5 亿辆。低速电动车不仅是广大农村生产力工具，同时也是支撑城市快递以及外卖行业的重要交通工具。目前低速电动车基本仍在使用铅酸电池，但随着道路管理及技术规范标准提高，梯次锂电池将成为升级替代铅酸电池的选择之一。

再生利用

回收方法按提取工艺一般包括：火法、湿法以及生物3种回收方式。其中，我国废旧动力锂离子电池回收工业上主要以湿法为主，且湿法回收的工艺更为成熟，金属回收率及纯度更优。

回收模式

从国内政策导向回收模式看，生产者责任延伸制度逐渐成为电池回收的指导原则，新能源汽车整车生产商链接终端消费者信息，是动力电池回收重要的责任主体。而目前也正逐渐形成专业第三方回收处理企业、整车厂、电池厂商等多方参与的联合回收模式。

行业挑战

新能源汽车动力电池回收利用行业是新兴行业，市场前景较好，但同时行业需要克服在法规应对、履责推进、产业研判、技术提升等方面的问题。

1、市场上流通的动力电池性能参数及设计差异较大，不同规格（圆柱、方壳、软包）和化学类型（磷酸铁锂、三元）会增加电池拆解和再利用的复杂性和成本。如何设计简单、有效、可靠并具备一定普适性的拆分设备和方法，是目前需解决的技术难题。

2、回收利用市场交易定价模式单一，无法针对不同品质退役电池进行有效划分，也无法充分体现退役电池梯次利用价值。

目前定价主要有两个基准：

1）铅酸电池价格；目前退役动力电池的采购成本约为0.2-0.37元/Wh，梯次产品电池的采购成本约为0.6-0.7元/Wh。

2）金属期货价格；根据不同材料体系退役电池锂钴镍等金属元素含量不同，综合对应矿产价格，例如约1.2万元/吨回收NCM523电池。

未来行业仍需要开展更深入的交易定价机制研究，特别是对动力电池残值评估研究，并通过政府建立相应交易和估值支撑服务平台，有助于形成更透明和合理的定价体系。

3、动力电池在市场流通不规范，回收渠道多而分散，流向不可控。市场上出现部分报废汽车回收拆解企业囤积电池，而且存在企业拍卖助长恶性价格竞争，大量电池流入不合规的小企业或小作坊，安全和环保风险堪忧（见中国汽车报《是“谁”在助推？一场动力电池非法回收的狂欢》）。

4、电池回收网点不符合规范性要求，存在制度流程不规范、设施设备不齐全等问题。回收网点同时利用率较低，部分企业担心资源浪费，在销量较低区域建设网点的积极性不高。为确保废旧动力电池的回收渠道及体系规范化，《网点建设和运营指南》要求了新能源汽车生产及梯次利用等企业应按照国家有关管理要求通过自建、共建、授权等方式建立回收服务网点，并鼓励合作共用回收服务网点。不过现有回收服务网点建设方式主要还是依托整车厂现有售后服务机构（4S店），回收条件欠佳。不过基于网点规范化和资源共享的考虑，未来多方合作共建网点（如PRO组织）比例将逐步增多，并预期会成为网点建设的主流模式。

未来发展展望

随着新能源汽车的加速普及，巨大的市场潜力和企业责任，吸引了大量的锂电池产业链主体投资与布局动力电池回收领域。由于动力电池回收责任机制，和建设动力电池回收系统的复杂性，产业链上下游的战略联盟与合作是未来的必然趋势。

经过前几年的示范性作用，我国动力电池回收利用已实现商业化应用突破。面对国家2025年新能源汽车销量占比将达到20%的目标规划，动力电池的回收处理需求也将日益增加。同时新基建的风口，例如5G基站的铺设，也将带来更多动力电池梯次利用的机会。储能是梯级企业发展的必然方向和价值高地，也是电池企业的必争之地。

政府与企业和行业专家正通力合作，制定一套完整的政策和制度体系，从顶层指导意见到底层技术规范文件，将约束和管理动力电池回收的每一个环节，填补行业漏洞，整治行业乱象。从长远来看，动力电池回收正朝着有序和规范的方向发展。

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