新能源汽车动力电池回收专题报告:加速构建产业链循环一体化

日期: 2024-08-19 20:09:18|浏览: 70|编号: 89391

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新能源汽车动力电池回收专题报告:加速构建产业链循环一体化

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1 动力电池回收:大规模扩张在即

电动汽车接近使用寿命 退役高峰即将到来

新能源汽车产销高增长带动动力电池装机量上升。据中国汽车动力电池产业创新联盟统计,近年来我国动力电池装机量呈现明显上升趋势。2013年至2021年,我国动力电池装机量由0.8GWh增长至154.5GWh,CAGR达93.1%;2022年1月,我国动力电池产量累计29.7GWh,同比增长146.2%,装机量累计16.2GWh,同比增长86.9%。在新能源汽车产销高增长背景下,动力电池装机量持续上升。

新能源汽车逐步报废,动力电池退役高峰到来。我国新能源汽车从2013年开始大规模推广应用,2014年进入爆发式增长阶段。我国运营类新能源汽车动力电池报废周期为3~5年,私人乘用车动力电池报废周期为5~8年。​​我们假设前期主要应用于商用车的磷酸铁锂使用寿命为4年,加上2年的梯次利用,即可进入报废阶段;假设三元电池使用5~6年后直接进入报废阶段,判断2021年左右,动力电池将迎来退役高峰。另外,由于2021年动力电池装机量激增,预计2027年左右电池报废量将快速增长。

废旧动力电池环境风险大 推动电池回收利用发展

废旧动力电池对环境和人体健康构成潜在威胁,需要进行有效的回收处理。电池正极材料中的重金属会升高环境pH值,处理不当还会产生有毒气体。另外,动力电池中含有的多种金属和电解质都会危害人体健康,例如钴元素可能引起胃肠道紊乱、耳聋、心肌缺血等症状。有效的应对措施就是回收废旧动力电池,这将促进电池回收行业的健康发展。

退役动力电池具有资源属性,回收价值高

动力电池材料需求旺盛、供应紧张催化了钴、锂、镍等金属价格上涨。在当前新能源汽车产销高增长、资源供应相对紧张的带动下,钴、锂、镍等金属价格均出现不同程度上涨。截至2022年2月23日,我国锂金属(≥99%工业级、电池级)价格收盘于245万元/吨,较去年同期上涨约367%;截至2022年2月17日,电解钴(≥99.8%)市场均价约53.35万元/吨,较去年同期上涨约87%;截至2022年2月21日,碳酸锂(99.5%电池级)市场均价约44.8万元/吨,氢氧化锂(56.5%)市场均价约38.45万元/吨。在锂、钴、镍价格持续上涨的背景下,电池回收所获得的金属将实现更高的经济效益。

政策红利期有望带来行业规模爆发,企业加速进入

国家多个部门密集出台相关政策推动行业发展。自2012年起,国务院制定《节能与新能源汽车产业发展规划》,提出制定动力蓄电池回收利用管理办法。此后,工信部、商务部等部委纷纷出台相关政策。2021年10月,工信部表示将加快推动动力蓄电池回收利用立法,完善监管措施,从法律法规、政策、技术、标准、产业等多方面加快推进新能源汽车动力蓄电池回收利用。政策红利期将推动动力蓄电池回收行业规范发展。

锂电池回收行业潜力巨大

假设:1)三元电池使用5年后进入报废期,磷酸铁锂电池正常使用4年加梯次利用2年后进入报废期;2)电池厂商年报废量占当年电池装机量的5%;3)镍钴锰电池回收率为98%,锂的回收率为85%。根据回收后产生的金属盐(包括碳酸锂、镍钴和硫酸锰)价格,我们估算2027年全球锂电池回收行业市场空间将超过1500亿元。

行业空间大吸引众多企业加入,符合条件企业数量有望增加。受巨大市场空间吸引,在国家“十四五”循环经济发展目标指引下,不少企业加速布局动力电池回收及梯次利用业务:2020年注册动力电池回收企业数量为2579家,同比增长253.3%。但目前符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》的企业仅有45家。未来随着行业更加规范,符合条件的企业数量有望增加。(报告来源:未来智库)

2.回收技术相对成熟,商业模式多样

湿法回收技术成熟并得到大规模应用

锂电池回收流程主要包括预处理和后处理两个阶段。预处理包括:1)分类、放电、拆解、破碎,经过不同方式放电后,去掉电池的外包装,去掉金属钢壳,得到里面的电芯;2)活性物质与集流体的分离;3)集流体和电解液的回收再利用。后处理是回收正极材料中的高价值金属,生成金属盐出售,如回收镍、钴、锰、锂,生产硫酸镍/钴/锰硫酸盐、碳酸锂等。

正极材料回收技术也可以分为物理回收、湿法回收、热回收和生物浸出,各有优缺点。物理回收是采用精细拆卸和材料修复技术进行回收,可全自动拆卸,无污染,经济效益好。湿法回收反应速度慢,工艺较复杂,但对设备等方面要求较低,产品纯度较高,是目前主流工艺。热回收工艺相对简单,但回收率低,能耗高,有污染。生物回收采用微生物浸出,污染小,能耗低,微生物可重复利用,但微生物培养难度大,对浸出环境要求高,尚处于起步阶段。

湿法回收是锂电池最常用、最成熟的技术,利用化学溶剂将正极材料中的镍、钴、锰、锂等金属离子转移到浸出液中,再通过离子交换、吸附、共沉淀等方法将金属离子转化为碳酸锂、硫酸镍、硫酸钴等无机盐或氧化物。该技术流程相对复杂,但金属回收率高、纯度高,得到了广泛的应用。

回收的电池负极材料石墨可用于导电石墨的制备和废水处理。目前石墨仍然是商业化动力电池中应用最广泛的负极材料。废石墨中含有金属元素、有机粘结剂等杂质,废石墨可以进行净化处理,并从中回收高附加值产品。

商业模式多样,回收源头是核心

回收渠道是电池回收的关键,电池回收渠道包括整车厂、电池厂、汽车拆解商、梯次利用公司、贸易商等。回收渠道类型繁多,废旧电池的配方、形状各异,如何建立稳定的电池回收渠道至关重要。目前3C电池报废量较大,预计未来动力、储能电池将是主要来源,电池回收企业应探索与整车厂、电池厂、汽车后市场服务商、互联网公司的合作模式。

动力电池企业的回收模式主要由电池厂承担,动力电池厂商除了生产动力电池外,也在加大电池回收的职责。电池厂商通过收购、合作或成立合资公司等方式布局电池回收业务,提高在上游原材料采购中的议价能力,降低电池材料成本。动力电池企业回收模式的代表企业是宁德时代,其通过收购邦普布局电池回收领域,也在一定程度上降低了电池材料成本。

产业联盟回收模式是通过联盟内各成员企业的分销服务网络回收电池,再由电池加工企业回收再利用的商业模式。单一企业在实际回收过程中会遇到回收电池数量不足或回收渠道少等诸多困难。为解决此类问题,部分车企以联盟形式构建回收体系,回收其销售的退役动力电池。该模式的代表企业为北汽新能源,其专注于退役电池的梯次利用,实现新能源汽车、动力电池、太阳能发电储能的深度融合,从而实现动力电池价值最大化。

第三方回收企业模式应用广泛,需要与电池制造商紧密合作。第三方电池回收公司在电池回收技术和工艺上具有很强的优势,但需要构建自己的回收网络,通过与整车厂、电池厂商的合作,建立稳定的电池回收渠道。以天齐股份(维权)为例,通过与整车厂深度绑定,加强与废旧电池贸易商、电池厂商、互联网公司的合作,建立了废旧锂离子电池原材料采购、回收、产品销售的完整产业链。

循环经济分析

镍钴废料的定价在国内市场已经形成固定模式,主要依据废料中钴、镍金属的含量及成分复杂程度,再按照国际市场钴、镍金属交易价格的一定比例确定,具体如下:

P:指废钢价格;

p:钴、镍金属的国际市场交易价格;

c%:指单位重量废物中所含钴、镍金属占废物重量的比例;

α:指根据废物的成分和复杂程度确定的定价系数。

定价系数α的确定与废旧电池的等级、复杂程度有关,目前定价系数共分为5个等级,分布如下:

三元电池回收经济性好,碳酸锂价格上涨让磷酸铁锂回收获利颇丰。根据李华玲等2018年发表的《锂离子动力电池电极材料回收模型及经济性分析》,采用湿法回收技术每处理一吨废旧电池磷酸铁锂亏损312元,而三元材料可获利6355元。前几年磷酸铁锂动力电池回收经济性较差,但2021年以来,随着碳酸锂市场价格的快速上涨,磷酸铁锂回收也有了不错的盈利能力。(报告来源:未来智库)

3 主要公司介绍

广东邦普:携手宁德时代,打造产业闭环

广东邦普深耕锂电池回收业务多年,广东邦普成立于2005年,成立以来以锂电池回收为核心业务,建立了系统的回收体系和先进的回收加工技术,相继完成“废旧镍氢电池回收制备硫酸镍”、“废旧锂离子电池回收制备氯化钴”等项目。持续聚焦研发端,成立研究员工作站、研发中心等,参与制定多项标准,推动行业发展。与宁德时代携手,打造“电池生产-使用-梯级利用-回收再生资源”产业闭环。

积极扩产能助力长远发展。广东邦普拥有每年处理废旧电池12万吨以上、每年生产前驱体材料约4万吨的能力。2021年10月,经宁德时代董事会审议通过,广东邦普及其控股子公司拟建设邦普一体化电池材料产业园项目。项目主要建设废旧电池材料回收、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、规模化生产基地。项目总投资不超过320亿元。

产学研合作促进公司技术进步。公司注重校企合作,与清华大学等高校建立合作关系,引进中国工程院院士担任公司首席科学家,联合开发完成多项重要项目并投入生产,承担科技部“十一五”、“十二五”科技支撑计划重大项目。公司参与废旧电池回收、电池材料相关标准制修订共计196项,申请电池回收、三元材料、电动回收等国家专利近500项,承担电池回收、三元材料、电动回收、汽车回收等政府项目共计251项,发表期刊论文共计172篇。

公司主要采用湿法回收工艺。在资源回收技术方面,邦普对废旧锂电池经过破碎、热解、粉碎、反复筛分、磁选等全自动预处理后得到含镍、钴的精矿,再经过一系列化学除杂工序生成特定形貌的三元材料前驱体(镍氢锰氢氧化物),以三元前驱体与碳酸锂为反应物,按照设定的升温程序在氧气氛围中烧结,得到镍钴锰氧化物正极材料。

GEM:技术驱动开发,全生命周期规划

深化上下游合作,打造从废料端到绿色消费端的规模化循环模式。公司回收利用废旧钴镍资源,生产销售超细钴镍粉体材料产品。与亿纬锂能、孚能科技等多家电池厂商合作,公司“电池回收-原料回收-材料回收-电池包回收-新能源汽车服务”新能源全生命周期产业链实现战略升级,建立动力电池回收与镍钴资源定向循环的深度合作关系,从而巩固公司在产业链中的核心地位,打造从废料端到绿色消费端的规模化循环模式。

“2+N+2”动力电池回收利用产业布局。公司树立“电池回收领跑全球、回收覆盖全球”的循环产业理念,拥有横跨东西、辐射南北的产业布局。构建“2+N+2”动力电池回收利用产业体系:第一个“2”指武汉、无锡两大综合回收处置中心,“N”指公司其他回收处置基地+其他社会回收网络,以平台化模式发展上下游回收网络平台。第二个“2”指荆门、泰兴两大资源利用中心,形成“武汉+荆门”、“无锡+泰兴”两条闭环动力电池综合利用产业链。

公司积极扩大产能,规模优势凸显。依托湿法冶金技术领先优势,公司在荆门、泰兴、无锡、宁德、印尼等地建设动力电池材料再制造中心,年产能达13万吨,计划2025年将三元前驱体出货量提升至40万吨。公司在荆门、武汉、无锡、天津、宁波、神山等地建设了六大动力电池综合利用中心,布局“沟、河、海”全球网络回收体系。目前年加工能力35万套,年拆解能力20万吨,梯次利用能力1.5GWh。产品主要应用于低速电动车电池、工程机械动力电池、工业UPS等领域。

资质与技术叠加,双轮驱动发展。公司不断深耕产业,先后获得国家有色金属技术标准优秀奖一等奖、全国循环经济先进单位、全国优秀再生资源园区等资质和荣誉。荆门格林美、武汉格林美、无锡格林美被工信部评为首批、第二批符合《新能源汽车废旧动力电池综合利用行业规范条件》的回收梯次利用企业。公司的资质优势为其带来了优质的客户资源。公司聚焦高镍三元前驱体核心客户三星、LGC、CATL、厦门钨业、荣科等,不断深化产业链整合,加强与全球前5大电池厂商的深度合作。

公司主要技术路线为湿法回收,公司拥有20年湿化学技术,建立了完整的“化学原料体系+前驱体制造体系”:回收的钴镍废料经过出料、拆解、破碎、分选等预处理步骤后,经高温冶炼提纯得到粗合金,再经球磨、酸溶、电化学活化溶解得到粗镍钴溶液。经化学提纯、萃取提纯得到的高纯镍钴溶液经液相合成得到镍钴前驱体,经高温热处理得到相应粉末。

研发能力强,专利成果丰富。公司自主开发核心技术100余项,申请专利2181项,编修国家及行业标准273项,在三元动力电池原材料及材料制造、电子废弃物回收利用、硬质合金废弃物综合利用等领域取得关键技术成果。公司实现了电子废弃物绿色回收利用关键技术及产业化。报废电路板无需焚烧、氰化物处理的环保技术为我国在该领域世界级核心技术;掌握了钴、镍等稀缺资源回收利用关键技术,使回收的超细钴、镍材料可替代主流产品。

公司动力电池综合利用业务盈利能力呈上升趋势。2019-2020年,公司动力电池综合利用业务盈利能力呈上升趋势,分别实现营业收入3,388万元、9,321万元,占公司总营收比重分别增加0.2%、0.8%,毛利率分别为16.1%、20.0%。Q2,公司动力电池综合利用业务实现营业收入5,475万元,较上年同期增加75.9%,毛利率20.2%,较上年同期增加0.2个百分点。

华友钴业:积极布局锂电池回收利用,通过战略合作形成生态圈

通过上下游合作,开展锂电池回收利用,打造产业生态。资源业务是公司三大业务板块之一,公司积极布局锂电池回收利用:与中天宏力签署战略合作协议,双方将在动力电池回收网络建设、梯级利用及回收利用等方面展开合作;与多家知名电池企业以战略合作模式开展废品换材料业务;与国内外多家整车企业就退役电池回收再生利用达成合作。随着业务的开展,公司正在形成从钴镍资源、冶炼加工、三元前驱体、锂电池正极材料到资源回收利用的新能源锂电池产业生态。

各子公司资质齐全,积极扩大生产。公司旗下华友衢州、资源再生利用被列入工信部第一批、第二批《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业标准》企业名单。华友再生利用2018年投产专用回收生产线,实现年处理退役动力蓄电池64680吨,可综合回收钴(金属量)5783吨、镍(金属量)9432吨、锂(金属量)2050吨及锰、铜箔、铝箔等有价元素。

以科技创新引领,持续推动发展。公司完成科技项目研发1000余项,承担国家重大科研项目6项,荣获浙江省科技进步一等奖、环境保护科技进步一等奖等科技进步奖20余项,荣获“全国首批绿色工厂”、“浙江省绿色企业”、“浙江省技术创新示范企业”等一系列国家/省/市级荣誉。截至2022年1月底,公司已取得国内核心专利240项、软件著作权5项。

天齐股份:借力金泰格、天齐锂业,优势叠加,宏伟计划正在展开

公司收购金泰格、天齐锂业发展动力电池回收,并持续加大投入,2017年公司开始发展动力电池回收业务,2017-2020年期间公司累计投入逾9.34亿元,实现对金泰格、锂业的控股,动力电池回收行业优质标的,成功延伸汽车产业链。根据公司2021年6月、8月公告,公司拟投资50亿元建设退役动力电池、锂电池梯次利用及三元前驱体生产项目,投资4.4亿元建设废旧锂电池综合利用及扩建技改项目,加大产业布局力度,推动公司退役动力电池全生命周期管理进程。

金泰格持续推进电池回收领域的研发与创新,拥有多项专利和新产品。金泰格在电池回收领域的专利包括避免环境污染的破碎分选设备、可控放电安全自动拆解方法等。2020年,金泰格正式投入动力电池自动拆解生产线,成功开发氧化镍产品并开始量产。从硫酸镍水合到氧化镍的煅烧提取,新开发的提取技术进一步提高了提取率,降低了生产成本,废水污染远小于传统制备方法。

积极扩产助力业务增长。子公司天齐锂业已于2021年上半年顺利完成扩产工作,碳酸锂产量由1150吨/年提升至2000吨/年。此外,公司与江西省赣州市龙南经济技术开发区(管理委员会)签订了《投资设立退役动力电池、锂电池回收及三元前驱体生产项目合同》。公司及子公司拟在龙南经济开发区购置约397.34亩土地,未来5年内计划投资以废旧锂电池原料为主要来源,形成年产3万吨三元前驱体及1.2万吨电池级碳酸锂生产项目。相关项目投产后将助力公司业务进一步增长。

动力电池回收业务贡献可期。2017-2018年,子公司金泰阁营业收入占天齐股份营业收入的9.8%/15.1%/14.2%/11.4%/30.3%,得益于公司在动力电池领域持续推进技术研发与创新、积极扩产。2018-2020年,金泰阁归母净利润整体呈上升趋势,分别占天齐股份归母净利润的43.5%/51.4%/49.2%,且维持在43%以上的高位;2021年Q1-Q2,金泰阁实现归母净利润0.77亿元,占公司营收的98.7%。金泰阁的动力电池回收业务有望持续带动公司盈利能力增长。

赣锋锂业:电池回收业务流程和技术创新,竞争优势突出

公司的锂电池回收技术主要分为废物磷酸锂电池回收技术,废物三元电池回收技术是废物磷酸锂电池回收技术的原料。 IDE生产系统准备无水氯化锂,电池级碳酸盐,氢氧化锂和其他产品;废物三元电池回收技术是废物三元锂电池作为原料,以准备三元前体的生产过程有效地分隔了提取物和副产品。

公司的锂电池回收项目是中国的领先水平。该项目已被授权2个国家发明专利:

(1)一种使用镍氧化镍,钴和锰作为原料(ZL 2.7)从硫酸镍溶液中去除钴和锰的方法(ZL 2.7);

(2)一种制备三元阳性电极材料前体(ZL 2.7)的方法。

该公司的市场定位是一个全面的解决方案提供商,并从2018年到2019年加强了与客户的合作关系。从7月至2021年8月,电池回收和固态电池,与电池,电池,和其他公​​司签署了合作协议,涵盖了自动电池电池,以及诸如诸如固体电池的固体材料和固体材料的全面回收。锂电池,二次使用和回收锂电池等。

该公司全资的子公司回收在2019年的回收废物锂电池中继续扩大其生产能力,甘芬回收完成了,并在每年的34,000个吨位上,将其投放量为1220年,并将其全面的回收项目投入使用。预计将于2022年中期到期;在2021年11月,启动了100,000吨退休的锂电池全面回收项目的第三阶段,预计将在2023年完成并运行。预计在第三阶段项目完成后,该公司的处理能力将达到50,000-70,000吨/年的磷酸锂电池。

Fu :深层培养环境保护领域并积极部署电池回收业务

该公司是一个大型的环境保护小组,该小组已获得了前端和后端的完整工业链布局。由上游废物产生的企业所面对的,并丰富和回收各种金属资源,例如铜,金,银,钯,锡,锡,镍,铅,铅,锌,锑等。

目前,该公司正在积极计划在电池的回收和拆卸后产生的废物和废物残留物。并拆除与环境影响评估批准的公司的生产能力计划,包括:15,000吨精制的硫酸盐(Ni≥22.0%),15,000吨精制的钴硫酸盐(CO≥20.5%)和790吨硫酸

超越技术:从固体废物回收开始,进入电池回收领域

该公司在2021年9月从废物处理中进入了锂电池,该公司宣布了一个项目,该项目计划回收60,000吨废物锂离子电池,每年都会采用湿的生产线,并将其用于 to rane doard off insup , Yuan。目前,该公司通过拍卖在2022年2月获得了项目建设的土地。计划在2023年7月完成第一阶段。第一阶段的生产能力可以达到30,000-40,000吨,第二阶段将于2024年8月完成。

Co.,Ltd。:从建筑材料回收领域开始,优先建立回收网络

该公司与锂电池回收公司进行战略合作,以自2022年以来,该公司与 和 Qili 建立了战略合作关系。矿物质矿山和锂矿石的应用是对废物锂电池的回收,它具有丰富的资源优势和开发经验。

广告技术:加深的汽车制造商与电池制造商之间的合作,在磷酸锂电池电池回收的布局中占据主导地位

该公司通过与车辆制造商和电池制造商的合作扩大了回收渠道,自2017年开始电池回收业务,它一直与车辆制造商,电池制造商和电池交换运营商密切合作新的能源充分的生命周期价值链,建立废物电池回收网络系统,并形成一个完整的电源电池回收环。

该公司正在积极扩大其磷酸锂电池的回收能力。碳酸氢锂吨。

电池回收业务已在2019 - 2020年表现出指数增长,该公司的电池回收业务收入分别为669万元/661.67亿元,同比增长大幅度增长,并且在公司总收入中,电池回收业务的比例分别增加了31.17%/31.28%的公司。 AN,同比增长229%,占公司总营业收入的2.72%。

中韦共享:多个核心技术共同领导电池行业的发展

有了十多年的技术积累,该公司具有基于工业协同的高级技术开发能力。作为主要的研究和开发方向,已经形成了许多核心技术,包括单晶体前体合成技术,定量成核连续合成准备技术,快速有效的共沉淀技术,定量的二进制互惠技术,氧化技术,氧化技术,牛群技术较大的技术即。

该公司在资源回收领域拥有许多专利。成本相对较低。

该公司在锂电池材料中积极地将其布局在卢金材料中,该公司在完成的工业基础上建立了一个回收的工业园区。减少公司对原材料的外部依赖,从而有效降低原材料采购的成本,提高核心竞争力和可持续的盈利能力。

高力技术:建立一个专门用于电池回收和利用的子公司,以进入电池浪费行业

该公司在锂电池材料回收行业中积极部署。该公司致力于研究,设计,制造和销售锂离子电池和镍氢电池。以后,为了促进其业务发展,它引入了外部股东,股权比率下降到31.294%。

拥有出色的回收和重用技术,并且该公司已开发并应用金属锂的恢复和净化,负电极碳粉回收和利用率,电池连续浸出过程IRED锂离子电池与中国科学院和其他单元的工艺工程研究所共同简化了废物电池的处理过程,并减少了次要污染。

4投资策略

新的能源电池即将进入批次的高峰期。回收渠道要求公司具有某些议价能力,这为领先的公司带来了更多的市场机会。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议,如需使用相关信息请以报告原文为准。)

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