我国废旧动力电池回收产业发展现状与建议.docx

我国废旧动力电池回收产业发展现状与建议摘要：我国已成为世界第一大新能源汽车产销国，动力电池装机量也在逐年攀升。动力电池普遍的使用寿命为58年，未来两年我国将逐渐进入动力电池退役高峰期，如何绿色、安全、高效处理废旧动力电池，已迫在眉睫。本文对废旧动力电池回收在环境保护、原材料资源保障及促进产业链协同等方面的积极作用进行梳理，深入分析行业面临的电池流通渠道不畅、智能化拆解效率不高等关键问题，提出利用23年窗口期，完善政策配套，扶持一批技术先进、规模较大的行业龙头企业，规范市场环境，加强核心技术攻关和回收渠道建设,推动建立全球动力电池资源自由流通市场机制，构建绿色、安全、高效的中国特色动力电池循环利用体系的措施建议。关键词：动力电池；回收利用；发展现状；建议一、发展废旧动力电池回收的意义随着新能源汽车产业的快速发展，我国已成为世界第一大新能源汽车产销国。在新能源汽车产业快速发展的同时，动力电池装机量也在逐年攀升。根据SNEReSearCh统计，2022年111月全球动力电池装机量约446GWh,其中中国动力电池装机量达到258.5GWho动力电池的使用年限一般为5-8年，电池容量衰减至80%以下后，不能有效满足新能源汽车使用需求。2016年以来我国新能源汽车产业进入快速发展期，业内预测动力电池即将迎来退役高峰。中国汽车技术研究中心测算估计，到2025年，我国退役动力电池总量将达116GWh,约78万吨。如此大量的废旧动力电池若处理不当，可能造成固废填埋量大、重金属污染、粉尘污染、水污染等多种环境污染问题。发展废旧动力电池回收产业已成为全球共识。目前废旧动力电池回收利用的主要方式有两种：梯次利用和再生利用。梯次利用是将退役的动力电池进行筛选，选择PACK或模组中性能较好的电池在其他领域进行再次使用。再生利用是将废旧动力电池通过拆解、提炼金属等方式进行资源化处理，回收有价值的再生资源。现阶段退役的动力电池在性能和原始设计上考虑不足，导致梯次利用的经济性和安全性还有待提升，产业规模有限，下游需求不确定性较强。相比之下，再生利用产业发展较快，在能源安全和产业链带动等方面具有较大价值。（一）有利于绿色环境保护废旧动力电池的正负极、电解液等材料对环境和人体健康具有潜在威胁，相关废物已列入我国危险废弃物名录。正极材料的银、钻、镒和锂等多种金属元素处理不当会对水体和土壤造成长期污染；负极材料石墨和碳燃烧后产生的一氧化碳和固体粉尘会污染空气；电解液的主要成分为六氟磷酸锂和碳酸酯等物质，具有强腐蚀性；磷元素则容易造成水体的富营养化。具体影响如表1所示。表1废旧动力电池对环境和人体健康的影响材料异类具体物顺化学特性产生的影响正极材料怙酸锂、隹酸程、磷酸铁鲤等与酸碱反应后，产生重金属.质金属污染,破坏环境pH值.负极材料石泉等燃烧后产生一镇化磔并带来大量粉尘.燃烧产生的一较化碳和固体粉尘颗粒污染空气.电解液溶质六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、二草酸硼酸锂具有强烈的腐蚀性,遇水或高海能够产生有毒气体.产生的有毒气体污染空气并经由皮肤、呼吸对人体造成剌激。电解液溶剂EC、EMC、DMC燃烧能够产生一氧化碳.有机物可通过皮肤、呼吸接触，对人体造成剌激.其他材料含械聚合物与氟、浓觥酸、强域、域金属产生反应.受热分解，产生氧辄酸和械污染.发展废旧动力电池回收产业和技术有利于降低废旧金属、废电解液等对环境的污染，有助于建立健全绿色低碳循环发展经济体系。（二）有利于动力电池产业的资源保障我国银、钻、锂等关键资源的国内储量有限，钻、银资源严重缺乏供应保障，锂资源因成本和产量因素导致供给短缺。我国已探明钻矿储备量约8万吨，可开采量仅为4万吨，且主要来源于镁资源的伴生矿，缺乏直接产出，主要依赖海外进口和资源回收。银储量为398万吨，约占全球的4.39%,同样高度依赖海外进口。锂资源方面。我国锂资源储量全球排名第4,但品位较低、开采难度大、区位偏僻。近年来，锂电池产业高速发展，国内锂资源开发程度不足、成本较高，造成供给存在缺口。这导致我国是全球最大的锂资源消费国和进口国，70%以上的锂资源依赖海外进口。56%63%60%银钻锂供给廿占壮界比近兴求让.H卜代比甑图12021年我国银、钻、锂资源供需缺口统计通过高效回收，可以有效保障银、钻、锂、镒等稀缺资源供给，降低原矿资源需求，有助于保障动力电池产业安全。（三）有利于产业链上下游协同在目前新能源汽车产销量持续上升、资源供给相对紧张的背景下,金属锂及其加工品的价格出现大幅上涨。根据2022年12月底价格显示，电池级碳酸锂（纯度99.5%）市场均价约为52万元/吨，同比上涨约187%,电池级氢氧化锂（纯度56.5%）市场均价约为55万元/吨，同比上涨256%o电解钻价格较2022年3月最高点有一定降幅，但仍维持在价格高位，电解银价格为22万元/吨，对下游电池成本持续形成压力。具体如图2所示。一电池级碳酸锂（主含z99.5%）电池圾1氧化锂（主含*2565%）一电解!2（主含量299.98%）-电MW（主含量2999%）图22021年2022年12月电池级碳酸锂、电池级氢氧化锂、电解钻、电解银价格走势2021年前，三元锂电池因正极材料中富含银、钻、镒等高价金属，其回收利用受到行业普遍重视。近两年受碳酸锂价格持续上行影响，行业对于磷酸铁锂电池的回收也愈发关注。据调研了解，第三方回收企业与动力电池生产企业紧密合作，通过回收电池生产端废料,产出高品质电池原材料，积极融入动力电池产业供应链。通过回收处理废旧动力电池，加工成电池前驱体，可有效增加上游原材料供给,缓解供给短缺，降低资源市场价格，促进产业链上下游协同。二、发展现状（一）产业技术水平再生利用方面。工艺流程分为预处理和化学处理两个阶段，根据化学处理技术的不同又分为湿法、火法和直接修复再生。我国主流的回收技术以湿法为主，湿法具有金属资源回收率高的优势，但存在回收过程长及废水、废物排放等问题。国外同期主要以火法为主，该工艺流程较为简单，且国外在火法处理装备上具有明显优势，但该法存在资源回收率偏低、能耗高、废气处理难度大的问题。近年来，国内外动力电池回收企业均呈现整体破碎+火湿法组合处理的工艺趋势。同时国内回收企业逐步在节能降耗、提质增效方面下功夫。我国在电池拆解、材料分离和再生利用等关键技术方面已经实现产业化，建成了大规模产业化基地。开展了放电预处理技术、拆解实现正负极材料和集流体分离技术、正极活性物质和铝箔分离技术、正极材料酸浸/碱浸技术、正极材料再生和火法回收技术的研究，在负极材料的热处理技术、浸出/研磨浮选技术、石墨再生技术等关键技术研究上取得了一定成果。国内在产业技术和产业规模上与国外先进水平相当。行业龙头企业如邦普循环、格林美等通过优化回收工艺流程，综合回收率还要高于行业平均水平，基本可实现动力电池关键核心原材料的重复利用。梯次利用方面，新型动力电池在初始设计时考虑了针对梯次利用的应用场景。随着设计水平和制造水平不断提升，预计废旧动力电池在梯次利用方面的安全性、经济性将有较大提升。（二）政策法规2018年7月，工业和信息化部发布新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定（简称规定），提出建立“新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台，这是我国开展动力电池溯源管理的第一步，规定明确了汽车生产企业、电池生产企业、回收拆解厂商、梯次利用和再生利用企业等各类市场主体的数据管理责任，覆盖了动力电池的全生命周期。平台实施效果显著,截至2022年12月底，收录的新能源汽车数量已超过1200万辆。平台的建立实现了我国对动力电池的数据化管理，为推动建立动力电池循环经济奠定了良好基础。2019年12月，新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件（2019年本）（简称规范条件）发布，行业内企业自愿申报，工业和信息化部从布局与选址、技术、工艺、能耗等方面对业内企业进行综合评估。截至2022年12月底，已累计发布了四批次符合条件的企业名单，共计88家，其中第四批次企业数量为41家，占比达47%,也代表国家对于行业高速发展的认可。具体如表2所示。表2废旧电池综合利用白名单企业数量分析第批次笫:批次第：枇次笫四批次数量（家）5222041白名单在规范行业发展的同时，对行业领先企业进行了信用背书,也为地方政府和金融机构提供决策参考依据，有利于龙头企业的长期发展。（三）企业主体经过多年发展，我国废旧动力电池回收行业涌现了一大批行业领先企业，在资源回收率和环保水平上已经取得了一定成绩，积累了实践经验，同时正不断加大研发投入和产能布局，推进企业提质增效，规划覆盖动力电池产业链上下游的布局，与企业自身优势有机结合，打造循环利用体系。如图3所示。A图3动力电池循环体系1 .邦普循环广东邦普循环科技有限公司（简称邦普循环）成立于2005年，一直从事锂资源的回收业务。2013年，宁德时代收购邦普循环52.88%股份，协同打造“电池生产一使用一梯次利用一回收与资源再生的产业生态。目前邦普循环已成为国内最大的废旧动力电池综合回收利用企业之一，据企业公开资料显示，其2021年废旧动力电池回收量占全国总量的50%,电池原材料出货量占全国的46%。邦普循环在动力电池回收领域建立了完善的研发体系，在退役动力电池全组分回收利用技术和装备开展了广泛研究，成功实现全自动化拆解装备的产业化应用。三元锂电池方面主要采用湿法回收工艺。预处理阶段通过破碎、热解、粉碎和反复筛分、磁选等全自动预处理操作，获得精细粉料。经过一系列化学除杂工艺，产出三元前驱体。再以三元前驱体和碳酸锂作为反应物，在富氧环境中按照设定的温度程序进行烧结，得到电池级三元正极材料。磷酸铁锂方面通过优先提锂技术，推进锂金属综合回收率的有效提升。邦普循环已建成湖南长沙12万吨/年回收产业基地。2021年，邦普循环投资320亿元建设湖北30万吨/年回收基地项目，同步开展印尼、福建等地的产能布局，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。2 .格林美格林美股份有限公司（简称格林美）成立于2001年，具有银氢电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、三元锂电池等多种类电池的处理能力。已建成废旧动力电池回收处理产能13万吨/年。产出的超细钻粉和三元动力电池原材料分别占据全球市场的40%和15%o通过自建回收渠道，旗下动力电池回收企业已与350家电池企业和汽车厂商达成回收协议，年拆解能力20万吨。打造了动力电池回收一梯级利用一原料再制造一材料再制造一动力电池再制造的全生命周期循环利用体系。格林美采用湿法工艺，将电芯热处理后进行拆解、破碎和分选,经硫酸浸出后，萃取得到镒、铜硫酸盐，利用化学沉淀分离出钻盐、镇盐。其韩国浦项回收基地已建成投产，规划在欧洲开展产能布局,2025年将公司三元前驱体出货量提高到40万吨/年。3 .赣锋锂业赣锋锂业股份有限公司（简称赣锋锂业）成立于2000年，已建成3.4万吨/年废旧锂电池综合回收项目，2021年全年处理废旧动力电池、极片等2.6万吨。开展了废旧磷酸铁锂电池精深高值化利用、退役三元锂电材料高值清洁回收利用等技术的深入研究，利用热解及固氟技术充分减少回收过程中的污染问题。磷酸铁锂电池方面，采用湿法工艺，将预处理后的电池粉料经过除杂形成氯化锂溶液，再通过萃取、提纯等工序，产出无水氯化锂和电池级碳酸锂。三元锂电池方面，通过选择纯化与重塑再生技术，实现了生产过程中萃取剂和副产物的高效分离，锂综合回收率大于90%,银、钻、镒回收率大于98%,并有效降低了三废的处理成本。回收业务属于赣锋锂业5大业务板块之一，围绕整车企业