电动车退役潮来临，电池回收成千亿大买卖
1.退役风潮开始，电池回收成为主流
近年来，中国新能源汽车销量快速增长，动力电池装机量也快速上升，由2016年的28.2 GWh增长至2021年的154.5 GWh，5年CAGR达41%。根据动力电池联盟及Frost&预测，2026年中国动力电池装机量将达到762 GWh，5年CAGR达38%。
较早安装的三元锂和磷酸铁锂电池循环次数分别为1500-2000次和2000次以上，使用寿命约为4-6年；随着动力电池能量密度的逐渐提升，近两年推出的新型汽车电池平均寿命可达6-7年，以此推算动力电池平均寿命约为6年。预计2017年前后在国内大量应用的第一批新能源汽车动力电池将在23-24年迎来第一波退役潮，这将再次提升市场对锂电池回收行业的关注度。
▲国内动力电池装机量及同比增速及预测
按照退役电池量计算，预计2030年废旧动力电池回收利用市场空间将达到1485亿元，2022年至2030年CAGR为24%。随着动力电池退役加速，行业将进入高增长期。
▲中国各类动力电池装机量及预测
▲国内动力电池平均能量密度逐步提升
2022年三元电池、磷酸铁锂电池每吨回收收入分别约为13万元/5万元。由于回收收入受金属价格影响较大，假设受锂价下滑影响，2023年后动力电池每吨回收收入每年下降5%；对应各类电池年装机量，预测2025年废旧动力电池回收市场空间为331.4亿元，2030年为1485.33亿元。
▲国内废旧动力电池回收市场空间预测
从环境角度看，动力电池中含有的钴、镍、铬等金属会对人体健康和生态系统造成损害，废旧动力电池处理不当会造成巨大的环境污染。从资源角度看，我国新能源电池装机量快速上升，2021年占全球装机量的52.10%。在此背景下，资源供应的重要性再次凸显，我国钴、镍、锰、锂的储量仅占全球总储量的1%、3%、4%和7%。合理回收利用退役电池对我国新能源金属资源供应意义重大。
国内动力电池退役后，消费者一般直接将电池返还给4S店或者回收网点，部分与电池回收公司合作的网点将电池卖给合作的电池回收公司进行拆解回收或者梯级利用。但市场上各级回收商众多，大部分回收商回收电池的价格高于回收公司。回收商经过筛选后，将一部分电池卖给拆解公司、磨粉厂，再将黑粉卖给回收公司进行拆解回收；另一部分卖给回收公司进行梯级利用。
▲动力电池回收产业链
二次利用：二次利用是轻度报废的一种形式，当动力电池性能下降到原来的70%-80%（不再符合汽车使用标准）时，经过拆解、检测、分类、重组后，重新分类使用于对电池性能要求不高的场所。二次利用的核心工序主要包括退役电池包拆解、电池剩余寿命评估、电池模块系统集成等。
动力电池二次利用行业存在电池使用隐患、技术壁垒高、行业利润低等问题，因此现阶段二次利用在我国还难以形成规模化应用。
拆解回收是通过破碎、分选、萃取等方式从锂电池中提取出相应的金属氧化物，主要流程分为前端和后端，拆解回收的利润与金属价格挂钩，经济效益高于梯级利用，吸引了大批企业加入。
前端（预处理）：
1）放电。由于锂电池在挤压后容易发热、爆炸，因此通常需要放电后再破碎。目前放电方式主要有两种：一是电阻放电，二是盐水浸泡。但浸泡方式的缺点是容易造成水污染。2）电池包拆解。采用人工半机械方式拆解模组，取出电芯；并回收铜、铝壳等金属。
3)粉碎。取出裸电池芯，用粉碎机将其粉碎成黑色粉末。
4）筛分。在气流作用下，颗粒按不同的重量分布沉积下来，最上部、中部、最下部分别为隔膜、负极、正极。破碎、筛分后的产品统称为黑火药。
后端：目前主流的后端分离方法为火法冶金和湿法冶金，生物冶金技术尚未批量应用。火法冶金的缺点是碳排放较高，因此国内多采用湿法冶金。目前行业内镍、钴、锰金属回收率较高，从黑火药阶段开始平均回收率可达95%以上；行业内锂回收率约为85%。
5）酸浸：将正极材料浸泡在硫酸中，形成混合离子溶液，正极材料完全转化为液相。
6）萃取提盐。首先萃取分为镍锂混合物、锰、钴混合物。从镍锂混合物中提取碳酸锂和硫酸镍。钴和锰的液体结晶沉淀，得到硫酸钴和硫酸锰。综上所述，得到碳酸锂、硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰。
二、来料不足，回收利用率低，行业尚处于起步阶段
数据显示，2021年我国锂电池理论回收量达59.1万吨，实际回收量不到理论回收量的40%，统计进去的实际回收量远小于理论回收量，大量废旧电池被缺乏相关资质的“小作坊”回收。
从政策层面看，2018年以来，工信部、发改委等部门相继出台相关政策引导支持新能源汽车动力电池回收利用发展，制定行业目标规划和监管要求，彰显国家大力发展动力电池回收利用的态度。但早期回收利用政策以鼓励、建议等软性政策为主，缺乏法律法规等强制性政策。
据天齐股份投资者交流，目前我国有效拆解回收产能约为每年60万吨废旧电池，而废旧锂电池实际回收产能为23.5万吨，因此存在一定的产能错配。
▲21年国内锂电池回收能力
三元电池中可回收利用的金属主要有钴、镍、锂。2022年之前钴、镍价格高，锂价格低，因此钴、镍回收是三元电池主要目标，行业对锂回收重视不够。2022年5月以来，镍、钴金属中心价震荡下行，镍价由5万美元/吨高位回落至2万美元/吨中心价；钴价由前期60万元/吨高位回落至30万元/吨左右，导致回收企业收益大幅下滑。
由于电池供给不足，电池回收行业变成了强势卖方市场，直接抬高了电池的回收成本，2022年锂价的快速上涨，导致废旧电池价格上涨，使得电池回收企业的成本大大增加。
以目前三元电池回收价格为依据，以目前硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰、碳酸锂的市场价格计算，三元电池回收毛利率约为23.95%，磷酸铁锂电池毛利率为17.89%。 可以观察到钴、镍价格的下行趋势明显挤压了电池回收企业的利润空间。
▲报废动力蓄电池价格（万元/吨）
目前行业内锂回收率约为85%（以黑粉计算），回收率较低。从增加循环经济的角度看，提高锂回收率是行业发展的必然趋势。从工艺上看，核心问题在于前端的粗略拆解、破碎，影响后端的金属回收率。
在电池组拆解方面，我国主要采用手工、机械辅助的方式拆卸电池组，效率低、精度差，且混有铜、铝、塑料等杂质。
在破碎方面，由于前期退役动力电池数量较少，行业内企业缺乏相应专用破碎设备的开发，因此大部分破碎设备都是由矿山双辊式破碎机改造而成，破碎精度差，破碎后粉料粒度差异较大。
3、政策加码，来料增多，设备先进，高增长期到来
1、政策加码，产业闭环有望形成
整个电池回收行业包括的主要实体有：整车制造商、电池制造商、销售商、消费者、再利用者、回收商。
▲动力电池回收系统
借鉴国外回收经验，发达国家的动力电池回收体系中，回收以生产者为主。
美国：多数州要求电池制造商负责回收。美国构建了基于联邦法律、州立法和地方法律三个层级的“金字塔式”电池回收法律框架。核心联邦法律是《资源保护和回收法》和《含汞及可充电电池回收和再利用法》。政府通过颁发许可证来规范电池制造商和废旧电池回收商。在州一级，多数州政府采用美国国际电池协会提出的电池回收法规，法规要求电池制造商负责回收废旧电池，并通过价格机制引导零售商和消费者参与电池回收。在地方一级，主要侧重于对公众进行各类废旧电池的收集、回收和合理处置的教育和指导。
▲美国废旧电池回收法律法规框架
欧盟国家：严格落实生产者责任延伸制度。在废旧电池回收方面，欧洲各国均以生产者责任延伸原则为基础，建立回收体系，并借助法律法规予以落实。早在1991年，欧盟就推出《关于含有某些有害物质的电池和蓄电池的指令》，指出了废旧电池回收的相关要求；2006年又发布《关于电池、蓄电池和废电池及蓄电池的指令》（2006/66/EC），形成了动力电池生产企业负责回收的配套体系（生产者责任延伸制度）。德国、法国、英国、西班牙等国均分别出台相应政策，落实欧盟关于电池回收的各项规定。
▲欧洲生产者延伸责任回收体系
日本：要求生产者承担电池回收责任。1954年，日本颁布《清扫法》，形成了以基本法、综合法、特别法为基础的垃圾分类、回收、减量化法律体系。1993年，日本颁布《再生资源法》，指定消费者向回收企业回收废旧电池的三个渠道，明确生产者、管理者、消费者等角色相应的责任与义务，规定生产者严格承担电池回收责任。
近年来，我国废旧动力电池回收政策趋严，生产者责任制路径愈发清晰。早期电池回收行业虽然初步形成上下游联动，但体系尚不完善，回收责任未具体落实，导致回收行业格局相对不明晰。2017年，国务院办公厅印发《生产者责任延伸制实施方案》，将推动形成整车企业和电池生产企业共同承担废旧电池回收处理责任。
2021年，工业和信息化部、科技部、生态环境部、商务部、市场监管总局联合发布的《新能源汽车动力蓄电池回收管理办法》规定，回收企业要落实主体责任，实行生产者责任延伸制度，保证本企业生产的回收产品质量，报废后进行规范回收和无害化处置。
▲我国废旧电池固体废物回收利用相关法律及技术标准
从回收主体来看，行业参与者主要有汽车厂商、电池厂、回收公司三类，各有优势。
电池厂：渠道优势、资源自主。电池厂可依托自身销售渠道，助力实现废旧电池高效回收利用；电池厂在生产过程中产生大量废料，需与锂、镍、钴回收企业合作，形成“生产、消费、回收、资源再生、生产”的可回收模式。
汽车厂商：在渠道、物流方面具有很大优势，拥有完善的汽车销售网络，可以高效完成废旧电池的回收利用。从消费习惯来看，消费者对于汽车相关问题习惯于联系4S店进行沟通解决，这更有利于汽车企业直接回收电池。
回收公司：技术优势，回收渠道薄弱。回收公司技术工艺相对成熟，内部架构完善，通常有专门收购废料的团队，进行多角度、大范围的回收。但核心问题是没有电池回收渠道，所以一般会和车厂、电池厂合作获取废料。
车厂和电池厂商有回收渠道优势，回收企业有技术和规模优势，成本有望持续下降，形成产业闭环将是三方共赢的局面。2019年工信部发布《新能源汽车动力电池回收服务网点建设与运营指南》，要求新能源汽车厂商在其新能源汽车销售的行政区域内（至少为地级市）建立收集式回收服务网点。
废旧电池回收渠道是整个回收链条中最重要的环节，掌握上游资源将大大提升产业链的话语权。从资源角度看，整车厂和电池厂都具有天然优势，近年来，国内车企与电池厂、回收公司捆绑的趋势愈发明显。
▲车企在动力电池回收领域的现有布局
2、退休潮来袭，废旧物资增多，正规回收比例增加
随着动力电池大规模退役浪潮开启，按照动力电池平均使用年限5-6年计算，2022年我国退役动力电池量为31.4万吨，预计2026年将达到96.8万吨，2030年总量将达到300万吨。
▲动力电池理论回收量
据天齐股份投资者沟通，2021年电池厂废料占全年原料的24%，生产动力电池存在一定不良率，剩余废料可回收利用。预计2022年全年动力电池产量将超过16.6万吨，对应废料超过16.6万吨，同比增长127%。
▲电池生产废料理论回收量
未来通过正规回收渠道回收的动力电池数量将大幅增加。国家通过政策约束不断规范锂电池回收行业，动力电池回收企业名单将不断增长。2018年7月，工信部公布首批符合《新能源汽车废旧动力电池综合利用行业规范条件》的企业名单，包括华友、浩鹏科技、格林美、邦普回收、光华科技等。2021年1月，工信部第二批动力电池回收再利用白名单共计22家企业。截至2021年11月，第三批动力电池回收再利用白名单上的企业总数增至47家。2022年11月16日，工信部公开征求第四批名单意见，此批白名单共计41家企业，合计80余家企业。
3. 前端设备突破，锂回收率提高
从黑火药阶段计算，目前行业内平均锂回收率只能达到85%左右，而镍、钴等金属的回收率都在95%以上，整体来看锂回收率还有提升空间，我国后端湿法冶金技术相对成熟，提升空间不大，另一方面，我国前端拆解、破碎环节大多比较粗糙。
长远来看，前端精细化拆解是未来趋势，目前人工与机器人结合的方式无法应对大批量电池退役，产线产能有限，需要减少人工环节，提高自动化程度。
精拆：精拆是将裸电池单体拆开，将电极卷展开，使正负极分离，再将正负极分别粉碎。通过精拆，可将电池单体中的正极、负极、隔膜分离，再将正极片粉碎。此工艺下的产品杂质含量低，只有少量的铝杂质。此工艺下，可大大降低湿法成本，镍、钴、锰、锂的回收效率也会相应提高。
配套产线协同设计：市面上动力电池包类型繁多，设计标准化拆解产线难度较大；CTP、CTC等车身一体化技术未来将增加拆解难度，因此回收公司与车厂合作设计配套回收产线将是未来长期发展的方向。
带电破碎：先放电再破碎降低拆解效率，带电破碎可一定程度上提高锂回收率。目前行业内多采用惰性气体避免燃烧，但痛点是整体成本较高。
金属回收技术和回收经济性仍有提升空间，早期磷酸铁锂电池只能提取锂元素，而根据天齐股份、光华科技近期披露的新建磷酸铁锂回收产能，磷酸铁锂电池正极中的磷酸铁均可回收利用，大幅提升磷酸铁锂电池回收的经济性。
以目前碳酸锂售价50万元/吨、磷酸铁售价2.3万元/吨计算，新增再生磷酸铁可进一步提升产线收入及毛利率。
随着技术的突破，三元电池中无法回收或回收过程中不能完全回收的石墨、铜、铝、电解液等有价值的材料有望得到回收利用，从而提高电池回收的经济效率。
车东西认为，电池回收行业是一个快速成长的新兴行业，电池回收业务具有供应稳定、不依赖特定国家金属供应、减少碳排放等优势，因此目前布局电池回收是相关从业者一条极为正确的路径。