【写在专栏之前】
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【核心看点】
2021年，中国新能源汽车销量突破350万辆。按照纯电动汽车动力电池使用寿命推算，2018年之前销售的超过130万辆纯电动汽车陆续进入报废期，其中的动力电池该何去何从呢？本期文章将分享动力电池回收行业现状及回收工艺原理。
行业介绍
动力电池的回收主要分为梯次利用和拆解回收两个循环过程，且动力电池的回收循环从梯次利用开始。拆解回收是指对已经完全报废的动力电池进行破碎、拆解和冶炼等，实现镍钴锂等资源的回收利用。梯次利用与拆解回收，这两个途径并不是排斥关系，而是互补关系。 
梯次利用是指筛选从电动汽车退役后还具有初始容量的60-80%容量的动力电池，经过重新的检测分析、筛选之后，用于其他运行工况相对简单，对电池性能要求较低的领域。
三元电池拆解更具经济性，湿法技术日渐成为主流三元电池的退役利用方式。
三元材料电池中镍12.1%，钴3%，锂的平均含量为1.9%，显著高于中国开发利用的锂矿（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%），此外，随着新能源汽车的推广，磷酸铁锂电池需求的增长，中国国内锂需求也随之爆发，锂、镍和钴元素都是价值较高的有色金属，梯次利用结束后是拆解回收环节，完全报废的电池同样具有很高的回收价值。
中国行业政策
新能源车销量攀升，动力电池回收政策加码，当前宏观政策导向集中表现在以下几方面: 
1.回收利用责任机制：强调生产者责任延伸制度，将生产者环境责任延伸到包含设计、流通、回收、废物处置等的全生命周期；
2.回收网建设：车企负责建立回收网点；鼓励产业链上下游共建、共用回收网络；以动力蓄电池编码标准和溯源信息系统为基础，构建全生命周期管理机制；
3.电池综合利用方式：遵循先梯级利用后再生利用的总体原则；
4.回收利用行业管理：通过技术政策、行业标准引导行业规范化发展，逐步提高行业准入标准；
5.政府推动扶持：重点围绕京津冀、长珠三角等集聚区域试点；“重点扶持领跑者企业”，支持行业共性技术研发。
新能源车销量提升带动回收利用需求，政策推动行业向专业化、大型化、规范化发展。伴随新能源车销量及渗透率持续提升，以4-6年的退役周期来估计，动力电池的回收利用需求也愈发旺盛。
从政策沿革来看，动力电池回收从最初仅作为部分条款(2015 年以前)；到国家陆续出台政策及技术办法(2015-2018年)；2018年以来，政策出台加速， 持续提升技术规范、电池溯源管理强度持续增加，电池流向逐步有迹可循。2021年行业新增注册企业数超过去十年总和的4倍，行业已进入一轮跑马圈地的阶段。
市场容量
电池回收行业将迎来大规模放量，预计2027年市场空间超1500亿，尤以动力电池为首 。
新能源汽车产销量高增背景下，动力电池装机量持续走高。同时，随着新能源汽车逐步报废，未来几年动力电池和储能电池的报废量预计将快速提升。此外，废旧电池环境风险和政策红利期双重驱动下，动力电池回收行业有望迎大规模放量，叠加退役动力电池的资源属性，预计越来越多的企业将入局赛道，政策落地也将驱动行业规范化发展。
动力电池、3C电池、储能电池为电池回收的主流品种，其中动力电池占比达84%。进一步从动力电池的经济性来看，三元电池金属含量较高，且不需要进入梯次利用的环节，回收经济性更强，而磷酸铁锂电池回收受益于未来磷酸铁锂电池放量，未来也将形成可观回收规模。动力电池报废高峰期将至，未来预计退役电池主体以磷酸铁锂为主，三元电池为辅。
生产原理
磷酸铁锂电池回收原理
抛开梯次利用，退役动力电池拆解回收在技术上是相对成熟的。废旧的动力电池处理技术可以分为物理法、生物法及化学法；物理方法包括破碎浮选法和机械研磨法，但其分离效率极低，有价金属回收一般还需要后续的处理流程;生物法利 用微生物分解代谢，实现金属离子的选择性浸出与回收，但是生物法基本还停留在实验室研究侧层面，离大规模应用有一定距离。 
拆解回收的主流方法基本上属于化学法，包括三种处理工艺：火法处理、湿法处理、电极修复再生。
火法处理是一种比较初级的废物处理方法，主要原理是将电池拆解或破碎后高温焚烧使电池内的有机物氧化分解，电极材料和包装材料中的 金属元素转变为稳定的金属氧化物，然后再进行分离回收；
湿法处理工艺的相关研究开展较多，主要原理是利用酸液和碱液将电极材料溶解，然后在液相中实现各元素的分离和提纯；
电极修复再生工艺是近些年兴起的处理工艺，将废旧锂离 子电池中的电极材料拆解分离，使用电化学或物理化学等方法处理，恢复其受损的结构、电化学性能，使得材料可以再次用于使用场合或作为制备新的电极材料的前驱体。
三元锂电池回收原理及流程
三元正极材料回收与再生的技术路线主要分以下两种形式: 
物理修复再生，对只是失去活性锂元素的三元正极材料，直接添加锂元素并通过高温烧结进行修复再生；对于严重容量衰减、表面晶体结构发生改变的正极材料，进行水热处理和短暂的高温烧结再生；
冶金法回收，主要有火法、湿法、生物浸出法三种方式。其中火法耗能高，会产生有价成分损失，且产生有毒有害气体；生物浸出法处理效果差，周期较长，且菌群培养困难；相比之下，湿法具有效率高、运行可靠、能耗低、不产生有毒有害气体等优点，因此应用更普遍。 
商业模式
参考欧美发达国家的电池回收路径，动力电池生产商往往承担电池回收的主要责任，而参与主体中的电动汽车生产商和电池租赁公司起到配合动力电池生产商回收的作用。根据动力电池从消费者回收至动力电池生产商的路径经过的参与主体差异，理论上可分为三种回收路线：
动力电池企业回收模式（电池制造商借助销售渠道搭建“逆向物流”回收渠道）
行业联盟回收模式（通过共建行业协会、联盟来建立回收渠道）
第三方回收企业模式（特定的第三方回收公司自建回收渠道）
主要企业
中国
头部类拥有回收渠道优势和领先技术实力的电池回收头部企业：宁德时代 (300750)、格林美(002340)
宁德时代 (300750)
全球动力电池龙头企业宁德时代早于2013年便通过收购广东邦普循环科技有限公司 (持股 52.88%)，涉足动力电池回收业务。邦普循环创立于2005年，是一家专业从事再生资源高新科技企业，是宁德时代产业生态体系中的重要组成部分，携手打造“电池生产-使用-梯次利用-回收与资源再生”产业闭环，已成为国际顶级汽车企业的合作伙伴。邦普自主研发的全球领先的动力电池全自动回收技术及装备，以独创的“逆向产品定位设计”技术以及废料与原料对接的“定向循环”核心技术，在全球废旧电池回收领域率先破解了“废料还原”的行业性难题。作为中国的国家标准制定单位，邦普循环已经成为中国动力电池回收处理全流程的技术标杆，是当前国内动力电池回收的两大头部企业之一。 
2021年10月，邦普循环及其控股子公司拟在湖北省宜昌市投资建设邦普一体化电池材料产业园项目，项目投资高达320亿元，主要建设具备废旧电池材料回收、磷酸铁锂及三元前驱体、磷酸铁锂、钴酸锂及三元正极材料、石墨、磷酸等集约化、规模化的生产基地。将有利于进一步完善宁德时代在锂电新能源产业的战略布局，发挥产业协同优势， 保障公司电池材料供应，对于控制成本、提升产品竞争力具有重要意义。、
此外，宁德时代于2022年初发布了旗下全新换电品牌EVOGO乐行换电，宣布进入换电领域。通过实行“换电模式”，公司可控制用于梯次利用的动力电池的回收渠道，有利于动力电池梯次利用业务的开展。
格林美(002340)
格林美是当前国内动力电池回收的两大头部企业之一，构建了全球先进的“动力电池回收—梯级利用—原料再制造—材料再制造—动力电池包再造”的新能源全生命周期价值链模式。在工信部发布的45家符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业中，格林美占据三家，位居全国企业第一。格林美(武汉)城矿集团“城市废旧电池回收利用创新模式”项目成功斩获2020年度“保尔森可持续发展奖——绿色创新类别”大奖，标志格林美的动力电池回收技术被国家、世界认同。 
公司积极打造动力电池回收业务的“2+N+2”模式。目前已与大众、戴姆勒奔驰、丰田、长安、蔚来、威马、小鹏等350多家整车厂与电池厂达成战略合作。于2021 年完成韩国浦项动力电池回收基地的建设，积极在欧洲布局动力电池回收工厂，构建面向全球的动力电池回收产业体系，跑步大幅拉开与行业的差距。目前设计总拆解处理能力45万套/年，积极打造全球退役动力电池综合利用的领军企业。 
当前格林美动力电池回收量占中国市场报废量的30%，循环再造的新能源镍钴电池原料占中国市场的30%，梯次利用动力电池占中国市场的20%。公司预计2025年回收废旧动力电池25万吨。 
中国成长类企业：积极布局动力电池回收业务赋能新成长的天奇股份 (002009)、光华科技(002741) 
天奇股份 (002009)
天奇股份核心子公司江西天奇金泰阁钻业有限公司及赣州天奇锂致实业有限公司专注于废旧锂电池回收资源化利用，具备实现锂电池全部金属提取工艺，其生产工艺成熟且有较强盈利能力。 
江西金泰阁是一家专注于废旧锂电池回收、处理以及资源化利用的高新技术企业，建立了完整的废旧锂电池原料采购、回收处理和产品销售的产业链，其生产规模位于行业前列。主要产品包括电子级氧化钴、工业级氧化钴、电池级硫酸钴、饲料级硫酸锰、电池级硫酸镍等，其在电子级氧化钴、工业级氧化钴产品的细分领域中占据明显市场竞争优势。赣州天奇锂致实业的主要产品包括电池级碳酸锂、工业级碳酸锂、氢氧化锂等锂盐产品和硫酸钠。 
2021年公司公告拟在未来5年内在江西赣州规划投资以废旧锂电池原料为主导，形成年产3万吨三元前驱体及1.2万吨电池级碳酸锂的生产项目。在金泰阁及天奇锂致现有的元素提取业务上进一步向下游电池材料制造业务延伸，最终形成“电池回收-元素提取-材料制造”的废旧电池资源化利用完整产业链。2022年3月公司与京东科技签订框架合作协议，共同构建废旧电池“互联网+回收”平台，将在废旧电池回收利用领域开展深入合作。 
光华科技(002741) 
光华科技是全国范围内第一批符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》 的五家单位之一，国家溯源平台再生利用和梯级利用企业，广东省动力蓄电池回收利用试点单位，掌握“动力电池梯级利用-拆解分类利用-材料修复-有价金属回收-材料制造”全生命周期价值链技术和工程化能力，为业界提供具有国际先进水平的退役动力电池全生命周期整体服务方案。产品包括各型号梯次利用电池，电池材料、电池材料原料及前驱体等。
公司于2022年2月与奥动新能源、松下中国签署了《战略合作协议》，三方为加强电池银行、电池全生命周期资产运营管理、电池寿命延长、动力电池梯次储能利用和材料回收领域的合作。奥动新能源是一家以技术驱动为优势，全球领先的智慧能源互联网平台企业，拥有全球2000项换电专利技术及成熟的全自动快速更换电池解决方案。该合作将有利于发挥公司综合业务优势，提升公司在“动力电池梯级利用-拆解分类利用-有价金属再生利用-材料再制造”回收领域的发展，有助于公司建设领先的动力电池梯次利用模式与提升回收产能。 
美国
美国 Retriev Technologies 公司，发源于 1984 年成立的 Toxco 公司，主要从事各种类型的电池回收。该公司的锂电池回收已有 20 多年的历史，锂电池累计回收量超过 1.1万吨。该公司对特斯拉的 Roadster 电动汽车的动力电池组进行了回收，可回收 60%的电池组材料。
总结
新能源车销量提升带动回收利用需求，政策推动行业向专业化、大型化、规范化发展，目前行业仍在早期发展阶段具备高成长性，预计2027年行业市场空间将超1500亿。然而动力电池回收行业身处新能源汽车产业链下游，利润空间有限，回收过程相关工艺仍需完善。
对于未来的发展趋势，动力电池回收过程的复杂性决定了电池产业链上下游的合作是未来必然趋势。整车厂、电池企业、第三方回收企业、电池材料企业将会构建多方合作的生态循环。
End
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