动力电池回收产业研究.docx

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1、动力电池回收产业研究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，电池回收空间广阔中国新能源汽车自2015年起迅速放量。2015年是中国新能源汽车产销爆发元年，当年产量为40.13万辆，同比2014年增长291%,销量为33.11万辆，同比增长342.9%,产销的同比增速均较此前水平有显著提高。时至2023年11月，中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2015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，动力电池将在未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

2、车辆水平呈现出了逐步提升的趋势，截至2023年11月，中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，未来动力电池的退役量或将形成较大规模。2023年为动力电池退役初期，未来动力电池退役量规模将持续放量。根据此前中国新能源汽车的销量情况来进行测算，黎宇科在车用动力电池回收利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2023年的动力电池退役水平预期将为25.2万吨，到2030年，中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%o退役电池回收需求

3、旺盛，而回收企业供给仍相对乏力，未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长的预期下，目前电池回收行业中已相继涌入多家企业，2023年中国的动力电池回收企业注册量约为2579家，较2019年增长约253.3%。但在上述的注册企业中，多数属于中小企业，其中注册资本在100万以下的企业占比约为25%,注册资本在100-500万之间的企业占比约为35%o另一方面，根据中国工信部所发布的新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件，目前仅有27家符合中国电池回收行业标准的企业。因此综合来看，目前电池回收行业中中小竞争者较多，行业的供给水平相对有限。1.2. 循环利用前景广阔、电池回收未

4、来可期退役动力电池的循环利用主要手段为梯次利用以及报废回收。不同材料的动力电池在使用寿命上存在一定差异，如磷酸铁锂电池的循环寿命较长，在同样的循环次数下，其相对容量将显著高于三元电池。因此，对于不同材质的动力电池目前有两种回收处理方式，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处理，提取内部可回收金属；第二种为梯次利用回收，即将剩余容量较高的退役电池在低要求的电池领域进行二次使用。1.3. 1.梯次利用回收：技术不断突破，未来空间广阔电池梯次利用流程较长，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利用电池的要求不同，因此在废旧电池的梯次利用过程中必须首先对每个单体

5、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,导致每次对单体电池的检测都要先将电池进行拆解。在此情况下，目前退役电池的梯次利用流程涉及的步骤及技术也较为复杂。梯次利用的退役电池目前主要被应用于储能、电信基站、低速电动车等领域。在储能领域中，目前中国较为成功的项目有比克电池在2019年8月落地的电池整包梯次利用项目，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，在国内具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2018年开始对其旗下基站统一采购梯次利用电池；在低速电动车方面,杭州锣卜科技以及国

6、网浙江电力公司已率先将梯次利用电池应用到了电动三轮车以及电动自行车方面。梯次利用技术可突破领域较多，未来空间广阔。在电池的梯次利用过程中存在五项关键技术，包括健康状态和残值评估、快速分选、有效均衡、应用场景分析以及再退役评估。对于目前而言，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，未来随着上述各项技术相继取得突破，动力电池梯次利用回收的经济性也将逐步凸显。1.4. 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，为目前电池回收的主要技术手段。在动力电池的报废回收过程中，其工业流程主要包括预放电、拆解、筛选、剥片、纯化、在生产等流程，其过程较电池的梯次

7、利用省去了检测、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单，且梯次利用后的电池仍需通过报废拆解进行处理，因此目前电池回收企业多从事拆解回收。新能源汽车销量将持续增长，为动力电池回收创造较大空间。国务院在新能源汽车产业发展规划（20232035年）提出，中国新能源销量占比将在2025年达到汽车销量的20%,截止2023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年中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。而随着中国

8、动力电池装车量的持续上行，未来也将有更多的动力电池面临退役。以5年寿命推算，2030年中国动力电池退役总量将达237.32万吨。假设2023-2025年中中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未来达到65%的水平，而商用车的动力电池选择均为磷酸铁锂。另一方面，中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年中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

9、动力电池回收模式研究一文中的研究，新能源动力电池中还有众多高价值金属元素，如锂、钻、锲等。随着未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升。根据中研网数据，目前金属钻与碳酸锂回收率可分别达到95%和85%,保守预期未来可回收比例可达95%,且去除磷酸铁锂电池的梯次利用影响，预期2030年全行业可回收的磷酸铁、碳酸锂、硫酸镁、硫酸钻以及硫酸镒总质量将分别达到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。保守估计下，2030年中国

10、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情况来看，过去几年新能源材料价格普遍上行，其中磷酸铁、碳酸锂、硫酸钻近4年均价的CAGR分别为8.7%、12.8%以及7.6%,基于保守假设，若未来各类材料价格每年在2023年基础上提升2%,则对于2030年动力电池回收总规模将达1074.3亿元。1.5. 资源回收效益较强，行业发展动力充足废旧电池含有多种金属资源，回收利用具备经济效益。从锂电池所含主要材料及化学物质可以看出，动力电池中含有大量可回收的高价值金属，如锂、钻、锲等。在锲氢电池中，镁含量占比高达35%；在三元电池中，锲、钻、镒、锂的占比分别约为

11、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利用，创造较高的回收收益。澳矿存在大规模停产，未来锂矿供给情况或存限制。根据UGSG的数据显示，澳洲的七大锂矿矿山中有三座在2023年中处于停产状态，分别为Pi1gangoora(AJM)MtwOdgina以及Ba1dHi11,涉及停产资源量达3.3亿吨，产能2.5万吨。未来在新能源汽车持续放量的情况下，锂矿资源的供给或将存在一定阻碍。印尼镇矿出口政策收紧，镇供给亦存在不确定预期。自2009年印尼颁布矿产和煤炭矿业法以来，印尼政府不断紧缩银矿出口，到2023年1月1日，所有品位镁矿已正式被禁止出口，其政策收紧态势影响了全球

12、镁资源的供给情况，在未来三元电池高镁化发展的趋势下，镁资源供需或将持续偏紧。资源品供给紧张催化锂镁等金属价格上行，电池回收有望实现较高经济效益。在目前新能源汽车产销高增以及资源品供给相对紧张的带动下，锂镁等金属的价格均出现了不同程度的上行，截至2023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%,电解银市场均价约为14.75万元/吨，较去年同期上涨约15.09%。在目前锂银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，同时也将改善目前金属供给偏紧的局面。14.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，

13、对环境影响较为严重。锂离子电池所包含的主要污染物为其正极材料及电解液，其中在正极材料中，三元正极中的钻元素为有毒物质，同时银、镒等金属元素也会对土壤造成污染；在电解液中，目前常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处理则将引发较为严重的环境问题，这一情况也将倒逼国家或相关企业对电池回收予以重视。近年来中国频繁出台相关政策，助力动力电池回收利用。自2012年以来，中国相继出台多项动力电池回收相关的重要法律法规，其中较为关键的有2018年工信部等部门所发布的新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法，在这一法案中，中

14、国政府对于动力电池回收的生产责任制进行了明确的要求，提出汽车生产企业承担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关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知，要求加强与试点地区和企业的经验交流及合作，促进形成跨区域、跨行业的协作机制，动力电池回收项目推广开始。2023年，工信部发布2023年工作节能与综合利用工作要点，要求深入开展试点工作，加快探索推广技术经济性强、环境友好的回收利用市场化模式，培育一批动力蓄电池回收利用骨干企业。未来行业内各领先企业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方法有物理回收，湿法回收以及热法回收。物理回收

15、是使用精细拆解及材料修复等技术进行回收，可以全自动无污染拆解，经济性较好。湿法回收主要包括化学沉淀、溶剂萃取以及离子交换等三种方法，其反应速度较慢且工艺较为复杂，但由于此法对设备等要求较低，且产品纯度较高，因此此法为目前主流的电池回收工艺。热法回收主要包括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方法，其工艺较为简单，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处理。而拆解得到的电池芯包经过精细粉碎和分类等一系列手段，得到正极

16、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整、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具有较高收益。根据动力电池梯次利用场景与回收技术经济性研究中的调研结果及测算，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到全部三种工艺技术的最高水平。另一方面，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，目前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，其回收利用的收益空间也将逐步打开。2.2.湿法回收应用范围最广湿法回收技术主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