经济性：能源金属价格上涨，凸显回收商业价值
动力电池报废高峰临近，千亿市场即将爆发
电动汽车产业快速发展，动力电池退役浪潮即将来临。 从起步坎坷到世界第一，中国新能源汽车产业发展驶入快车道。 我国新能源汽车产业发展完成了从政策支持向市场驱动发展的转变，经历了由小到大、由弱到强的发展过程。 2014年，国家相继出台16项新能源汽车政策，被称为“中国新能源汽车元年”； 2015年，中国成为全球最大的新能源汽车市场，此后一直稳居全球第一； 2021年开始，国内新能源汽车行业市场化推进，产品型号、产销量跃上新台阶，新能源汽车渗透率进入“S”曲线加速期。 我国新能源汽车产业已从政策培育转向市场驱动发展，发展进入新阶段。 快车道。 中国汽车工业协会数据显示，尽管受到疫情扰乱、芯片结构性短缺、居民消费放缓等因素影响，2022年整体新能源汽车产销量全年仍将分别达到705.8万人次和688.7万人次，同比增长96.9%。 和 93.4%。 新能源汽车产销量连续8年位居全球第一，新能源汽车渗透率达到25.6%。
世界一分为二，磷酸铁锂逆袭三元电池。 在国内动力电池市场，磷酸铁锂和三元电池是目前最主流的两条技术路线。 前者成本低、安全性高，但电池能量密度较低，续航稍差。 后者电池寿命较长，但成本稍低。 高的。 2018年至2020年，国内磷酸铁锂电池装机量低于三元电池。 随着比亚迪刀片电池的推出，磷酸铁锂因安全、价格、寿命等因素逐渐逆袭三元电池。 2021年7月、3月，磷酸铁锂电池以51.3%的市场份额反超三元电池，此后一直保持领先地位。 中国汽车工业协会数据显示，2022年我国动力电池装机量将达到294.6GWh，同比增长90.7%，其中磷酸铁锂为183.8GWh，同比增长130.2%，占比62%，三元电池将110.4GWh，增长48.6%，占比62%。 与37%相比，磷酸铁锂电池的市场份额进一步扩大。
动力锂电池的寿命约为5-8年。 锂电池经过多次充放电循环后稳定性会下降。 最突出的问题是，锂电池经过多次充放电循环后，电解液会分解，正极材料晶格发生变化，游离锂离子沉积，导致电池劣化。 能力衰退和失效。 当动力锂电池的寿命降低到80%以下时，电池的电化学性能将显着下降，难以完全满足汽车正常的动力需求，电池将进入报废状态。 一般认为动力电池的使用寿命约为5至8年。 2022年，国内废旧锂电池回收量达30.03万吨，碳酸锂当量回收量近6万吨。 据SMM调查统计，2022年国内废旧锂电池回收总量达吨，其中包括电芯、极片、黑粉等形式的回收废物，包括社会报废的旧废物，也包括废品、次品等新废物电池生产中产生。 。 从电池类型来看，三元废料吨，占比63%，磷酸铁锂废料94551吨，占比31%，钴酸锂废料17015吨，占比6%。 从电池形态来看，废旧电池有68141吨，占比23%； 正极片99024吨，占比33%； 和吨黑火药，占44%。 按产品终端分类，硫酸镍32,380金吨、硫酸钴25,418金吨、氧化钴977金吨、工业级碳酸锂18,708吨、电池级碳酸锂21,560吨、粗锂18,323吨碳酸盐被回收。 需要注意的是，上述回收统计数据包括旧废料，以及电池生产中产生的新废料。
我国动力锂电池退役刚刚起步，未来有望达到TWh级别。 2021年起，我国新能源汽车产销量将大幅增长。 假设汽车动力电池平均寿命为5年，预计2026年左右电池报废量将大幅增加，动力电池报废数量预计将超过1TWh，2022-2035年复合年增长率为33% 。
关注退役动力电池回收的多重必要性
退役动力电池存在安全隐患，电池中含有多种有害物质。 随意处置会对生态环境和人类健康产生巨大影响。 另外，大部分资源具有良好的可回收性，工艺可行。 锂电池报废后进行回收利用是必要且可行的。 首先，安全。 退役动力电池存在安全隐患。 新能源汽车动力电池额定电压较高，在没有防护措施的情况下接触或挤压很容易引发触电事故； 当电池内外短路时，正负极会产生大电流，产生高热。 废旧电池处理不当可能会导致其燃烧甚至爆炸，甚至导致严重火灾。 因此，报废的动力电池必须进行安全处置。 其次，环保，退役动力电池威胁生态环境和人类健康。 动力电池成分复杂，金属成分、非金属、固体、液体等多种成分并存。 钴、镍、锂、锰、铁、铜等金属如果不回收处理，就会与酸发生反应，变成离子。 国家造成重金属污染。 同时，镍钴锰和镍钴铝在水系环境中呈强碱性，对水体和土壤造成污染。 负极材料中的石墨粉由于颗粒较小，容易产生粉尘污染。 电池电解液溶质及其转化产物，如LiPF6、HF、P2O5等，溶剂及其分解、水解产物，很多都是有毒有害物质，如LiPF6，具有很强的腐蚀性，接触时会产生有毒气体水或高温。 氟化氢（HF）等通过皮肤、呼吸道接触可对人体组织、粘膜和上呼吸道产生刺激，对动植物也有严重的腐蚀作用。
第三，经济。 报废动力电池属于资源密集型，回收利用具有较高的经济价值。 废电池中含有多种可回收金属资源，包括锂、镍、钴、锰、铝、钢等金属以及石墨等其他可再生成分。 它们蕴含的资源种类丰富、丰度高、可回收性极高。 价值。 正极材料中主要存在锂、镍、钴、锰金属。 它们价格昂贵且经济，是回收的主要目标。 根据《废旧动力电池综合利用行业标准公布管理暂行办法（2019年版）》要求，动力电池回收企业钴、镍、锰综合回收率应不低于≥98%，锂回收率不低于85%。 现有的回收工艺可以满足这一技术指标要求，为退役动力电池回收金属提供了技术可行性。
第四，从战略上看，报废动力电池回收利用和城市矿山开发对于突破能源金属资源约束、保障国内资源供应具有战略意义。 我国锂、钴、镍资源储量较低，矿产产量较低，但消耗量很大，对外资源依存度仍然较高。 据USGS数据，2021年中国锂、钴、镍储量（金属吨）分别为150万吨、8万吨、280万吨，分别占全球总储量的6.8%、1.1%、2.9% ; 中国原生矿产量（金属吨）分别为1.4万吨、2000吨、12万吨，分别占全球原生矿产量的14.0%、1.3%、4.4%； 但根据安泰科和SMM数据显示，中国的锂、钴、镍金属消费量却分别占全球的62.6%、66.9%和55.7%。 我国新能源产业发展面临着资源严重约束的局面。 加拿大等国限制我国锂矿投资，海外矿产投资环境恶化，资源安全上升到国家战略层面。 再生资源的回收利用可以在一定程度上解决资源供需失衡对产业发展的制约，对新能源汽车产业的可持续发展具有重要意义。
第五，低碳，使用再生材料可以有效减少汽车生命周期的碳排放。 欧盟已将电池生命周期碳排放纳入电池战略行动计划。 欧盟提出加强电池回收材料应用，促进二次原材料供应。 它还建议在生产过程中使用可再生能源，以尽可能降低碳足迹，支持欧盟电池制造业的可持续发展。 在《电池2030+》中，欧盟提到将减少电池生命周期碳足迹至少五分之一。 中国汽车工业中心研究结果显示，1kg三元材料的碳排放系数为17.，而再生三元材料的碳排放系数为-9.，比三元材料的碳排放系数低154% 。 假设三元材料回收材料的应用比例为30%，则1kWh三元锂电池组材料的碳排放量为76./kWh，比目前三元锂电池的碳排放量94./kWh低20%左右。千瓦时。 。
再生循环利用符合下游企业未来ESG发展方向。 苹果、特斯拉等下游行业巨头越来越关注ESG的发展和可再生资源的应用。 苹果计划到 2025 年在电池中使用 100% 回收钻石，产品设备中的磁铁将完全使用回收稀土元素。 Apple 设计的印刷电路板将使用 100% 回收锡焊料和 100% 回收镀金。 特斯拉工厂100%的报废电池交给电池回收白名单公司进行回收，92%的电池原材料金属可以重复利用。 再生资源更符合绿色低碳理念，符合下游企业ESG发展方向，成为产业链上的“加分点”。
政策有利于产业发展，规范的回收体系逐步建立。
我国电池回收相关政策的建设伴随着行业的成长，各种制度规范也在不断完善。 随着新能源汽车产业的发展，动力电池回收政策不断完善。 在我国新能源产业初具规模的时候，国家就已经意识到了动力电池报废的问题，出台了动力电池回收政策，完善了回收体系的建设，特别是2018年以来，政策不断密集发布，国家高度重视动力电池回收问题，动力电池回收逐步规范和完善。 我国动力电池回收政策的发展过程可分为三个阶段：第一阶段，2012年至2015年，为部分条款阶段。 政策中开始提及电池回收，但仅作为新能源汽车推广应用政策文件的一部分条款。 目前，缺乏系统性政策，电池尚未形成主流技术路线，梯次利用是关键思路之一。 第二阶段，2015年至2018年，是特殊政策阶段。 出台了多项动力电池回收政策和办法，制定了回收管理和回收技术标准的详细规定，链接上下游企业的动力电池回收体系逐步建立。 第三阶段，2018年至今，是试点实施阶段。 政策出台明显加快，各项措施密集发布，试点项目增多，电池追溯管理增加，行业标准完善，行业生态乱象得到整治。 国内电池回收企业已趋于规范化、专业化。 工业化、规模化发展趋势加快。
技术路径：拆解回收相对成熟，梯次利用尚处于早期阶段。
磷酸铁锂应逐步利用，三元电池应拆解回收。
报废动力电池退役后主要去向有两个：二次利用和拆解回收。 梯次利用：是报废电池的降级应用。 当动力电池的性能下降到原来性能的80%时，就不能满足电动汽车的使用标准，但可以继续用于储能系统、低速电动汽车、电动工具、储能、和通讯。 继续应用于基站等领域，变相延长电池的使用寿命。 分步利用过程包括将废旧电池组拆解、测试、筛选、重组为健康的电池组或电池系统。
拆解回收：是对报废电池的资源回收。 对报废锂电池进行集中回收，通过物理、化学等回收工艺提取电池中的锂、钴、镍等有价金属元素。 有价金属元素返回冶炼或正极材料生产过程，最终用于动力电池的生产。 当二次电池的性能进一步恶化到无法使用时，就需要退役并最终拆解回收。
梯次利用规模化发展存在挑战，长期来看拆解回收可能是主导方式。 梯次利用是退役电池的降级应用。 优点是可以提高电池的利用价值，实现产业链价值最大化，同时也降低了储能、低速电动汽车等行业的电池使用成本。 但缺点是电池评估流程尚不成熟。 ，电池的差异也导致安全问题，成本目前不具备优势。 拆解回收是报废电池的资源化利用。 回收技术比较成熟，资源回收率高。 它不需要一致性筛选和安全性评估。 拆解工艺比较简单，经济效益好，商业模式也比较好。 但易造成环境污染、能源消耗高等问题。
磷酸铁锂电池适合梯队使用。 磷酸铁锂电池在容量下降到80%以下后仍能保持良好的电化学性能，电池容量不会出现加速衰减的趋势。 同时，磷酸铁锂电池安全性更好，稳定性好，循环寿命更长。 长，适合退役后梯队使用。 三元电池适合拆解和回收。 三元电池循环寿命短。 三元电池的安全性不如铁锂电池。 它们的燃点较低，耐高温性能较差。 不适合用于储能电站、通信基站等。在环境复杂的地区，三元电池所含的镍、钴、锰价格相对较高。 即使直接拆解，收入也是相当可观的。 因此，三元电池一般不作为梯次利用的对象，更适合拆解回收有价元素。
梯次利用：退役电池降级应用仍处于商业化初级阶段
分层多段梯队利用
退役动力电池可根据衰减程度进行多阶段、多梯队利用。 当动力电池的容量下降到初始容量的80%以下时，就达到了设计的有效使用寿命，不能完全满足车辆需求。 将性能较好的电池进行筛选、重组，在某些使用条件相对温和的场合进行二次利用，使其能够继续发挥其功能，实现资源利用率的最大化。 根据电池性能下降程度，回收大致可分为四个阶段，从第一阶段向较低层次延伸，直至完全无法满足各个场景的使用要求，然后进入第四阶段，即回收链接。 第一阶段为电池组使用阶段，即电池容量大于等于80%，满足电动汽车的要求，作为车内普通能源电池使用； 第二阶段为电池组利用阶段，即电池容量下降至60%-80%，可应用于放电功率稍低的低速电动车、电动三轮车等移动、复杂工况场景要求; 第三阶段为单体电池利用阶段，可用容量减少至20%-60%，由专业厂家回收拆解成单体电池，然后以各种组合进行串联或并联组装。 重组电池主要用于储能场景，容量更高、性能更稳定的电池用于电网储能。 容量较低、性能稍差的可用于家庭储能、移动电源等； 第四阶段是报废阶段，当可用容量减少到20%以下时，此时电池就可以报废了，只需要精炼和回收电池的内部零件和稀有化学成分、回收金属元素。
工艺流程相对复杂，在很多方面仍需要改进。
退役动力电池二次利用的工艺流程包括电池拆解、质量检验、电池筛选、电池重组、系统集成等。对电池组进行外观评价和一致性测试。 如果满足要求，可以以整体的形式直接用于性能要求不高的应用场景； 对于失效的电池，电池组将被拆解成电池模块，并评估外观和循环寿命。 、电池容量、性能状态等进行测试。 将筛选出的电池按照一致性进行重组。 那些未通过电池模块评估的电池将被进一步拆解成电池单元，然后重新组装。 重组后的电池被系统集成并应用于新场景。 拆解前，需要了解退役电池组的基本信息，包括总功率、稳定容量、额定电压、分组方式、模块数量和重量等。
阶梯利用成本较高：由于各公司电池的工艺设计、类型、连接方式、内外结构不同，拆装分拣难度大，生产线自动化程度低，拆装过程基本是手工完成。 费时费力，人工成本高； 退役电池从回收、运输到评估和测试还存在很高的隐性成本。 在盈利模式尚未成熟的当下，分层利用的经济性并不比购买新电池高多少，甚至存在分层利用成本比使用新电池还要高的情况。 低成本是梯次利用的最大价值之一。 以更低的成本获得更高的性能，可以促进产业链的发展，是梯次利用商业模式成功的前提。 退役电池状态难以核实：根据退役动力电池历史运行数据的完整性，可分为白盒电池和黑盒电池。 早期，动力电池数据管理没有形成标准化记录，导致无法采用快速、高精度的方法进行动力电池状态检测。 该方法对电池状态的估计基于有限的数据，因此安全性能评估和价值判断的准确性较低，无形中增加了质量风险和成本。
动力电池和储能电池技术路线的差异：电动汽车和储能对电池的需求不同。 电动汽车倾向于采用高能量密度的电池，而储能领域则更注重高循环寿命的电池。 因此，动力锂离子电池的技术路线也会与储能电池不同。 因此，未来三元动力锂离子电池应用于储能领域时，仍存在是否存在安全隐患、使用时电池稳定性能否得到保证等不确定因素。 困惑。 退役电池价值评估不统一：目前市场上退役动力锂离子电池价格区间较大，行业内对于退役电池剩余价值评估尚无统一标准。 对于电池的评估和估值，其实际剩余容量、健康状况、预计剩余循环次数、全生命周期放电数据对退役动力锂离子电池的市场价值有比较直接的影响。 目前，汽车制造商、用户、回收机构、储能电站等各方对于如何评估退役电池的价值尚未达成共识。
国内处于试点阶段，海外也有不少商业运营。
我国退役动力电池梯次利用体系已初步建立，但仍主要处于示范项目阶段，商业化应用相对较少。 总体来看，梯级利用的投资成本仍然较高。 因此，目前我国退役动力电池梯次利用主要停留在试点阶段和示范项目阶段，商业化应用还很少。 近年来，工信部会同相关部门出台了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》等政策，实施动力全生命周期追溯管理电池，在北京、天津、河北、中国铁塔等17个地区开展分级利用。 试点推进跨区域合作和产业链协同。
外资企业试点分级利用更早、更快。 海外一些发达国家正在积极探索电池梯次利用的商业发展模式。 德国、美国、日本等国家起步较早，目前已有许多成功的示范项目和商业项目，其中大部分都是基于二次储能的。 主要用。 例如，4R公司是日产汽车株式会社与住友商事株式会社于2010年成立的合资公司，致力于实现日产聆风汽车锂电池的二次商业化利用，并回收日本聆风汽车的废旧电池。以及美国住宅和商业用途市场。 储能设备，目前已推出两款储能电池产品； 夏普公司通过智能电源调节器，利用退役动力锂电池进行家庭储能； 美国杜克能源利用退役动力钾电池作为家庭能源； 德国博世集团利用宝马纯电动汽车退役动力电池建设2MW/2MWH大型光伏电站储能系统； 美国Free Wire公司利用退役废旧动力电池开发了一款用于办公区域的移动电站。 汽车移动电源。
成本下降是长期趋势
成本控制是目前限制分级利用扩大的主要原因之一。 由于退役电池的规格种类繁多，不同的车型有不同的电池组。 内部设计和结构差异很大。 不同的电池组需要不同的拆卸方法。 拆解自动化程度低，电池运输、评估和测试成本也较高。 组成，导致效率低、成本高。 国内梯级利用规模尚处于起步阶段，规模效应对成本降低的影响尚未充分体现。 能否以更低的成本获得高性能，以及退役电池梯次利用成本的持续降低，是拓展和丰富商业模式的前提。 技术进步和新商业模式的出现将使未来梯队利用更加经济。 随着退役动力电池价格的下降和电池拆装技术的发展，二次利用的成本竞争力将进一步提高。 随着BaaS（电池租赁服务模式）等新商业模式的出现，电池的所有权也在发生变化，分级利用成为动力电池全生命周期价值最大化的关键。 BaaS模式还可以提高退役动力电池的供应规模和可用性，使退役电池的规模化回收和标准化拆解成为可能，分级利用更加经济。 据彭博新能源财经数据，到2030年，分级利用的价格可能比新购买的电池组便宜30%左右。
拆解回收：资源循环利用，回收率是核心
电池拆解回收分为前处理和金属回收工序，其中正极最具回收价值。 动力电池的主要结构包括外壳、正极、负极、隔膜、电解液等。正极材料中含有大量的镍、钴、锂、锰等金属元素。 电池拆解和回收是指通过物理和化学手段去除电池中的废物。 镍、钴、锂等金属材料分离回收。 该工艺包括预处理和金属回收两部分。 其中，金属回收供需技术路径较多，技术相对成熟。
金属回收：工艺相对成熟，国内以湿法或火湿联合工艺为主。 阴极材料中存在大多数有价值的金属，例如锂，镍，钴和锰，因此阴极材料是主要加工对象。 拆卸后，电池芯会经过压碎 - 高温炉 - 重力选择（风选择） - 磁分离 - 筛选。 更粗的颗粒通常包括塑料，分离剂，铜箔，铝箔等，并且较细的颗粒是组件通常包括正和负电极材料，其中包含金属元素，例如锂，钴和镍，它们称为“黑色”。粉末“在行业中。 “黑色粉末”中金属元素的恢复方法包括物理方法，烟火，湿法工艺，生物效应或合并过程。 恢复方法接近传统的冶金过程，因此该技术相对成熟，尤其是烟火和湿法过程。 该过程被广泛使用，湿或组合的过程主要在中国使用。
火过程：传统方法，通常与其他过程结合使用
烟火技术是冶金领域中相对传统的回收方法。 原材料具有较高的兼容性，有价值的金属通常以合金形式回收。 增生术技术的历史悠久，通常用于提取金属。 它首先用于矿物冶金。 将电极材料部分放入干电弧炉中，以进行高温处理。 通常，高温钙化处理温度超过1000°C。 塑料和有机溶剂被燃烧，其中金属及其化合物会经历氧化还原反应。 利用不同金属的不同熔点和沸点以及凝结点，它是通过金属蒸气挥发 - 冷却和冷凝过程收集的，主要是恢复低沸点金属和金属氧化物。 最后，通过筛选，热解，磁分离或化学方法回收剩余的残留金属。
高温术过程的主要优点：1）过程简单而成熟，过程短，并且操作相对简单； 2）无需提前分类，可以回收多种电池的混合物； 3）它适合大规模处理用过的电池。 主要缺点：1）在此过程中产生了高能耗，许多二氧化碳或其他有害气体，焚烧尾巴气体处理的压力很高，这很容易引起空气污染并受到政策限制； 2）某些金属在炉渣中很难恢复，而金属回收率低，需要用湿法铝和其他工艺进一步处理产品合金，以实现不同金属的纯化； 3）有机物，例如石墨，分离器和电解质都以还原剂的形式燃烧，无法回收。
湿过程：成熟的技术，广泛使用，最大的金属元素回收
湿工艺技术已经成熟，大多数产品都是金属盐。 水均能广泛用于原发性矿物质的非有产金属冶炼过程，是一种非常成熟的治疗方法。 湿的回收主要包括浸出和分离（提取，降水）过程。 锂电池阴极材料通过酸或碱溶解，并浸出阴极中的金属成分。 去除渗滤液并纯化渗滤液后，通过离子交换/提取/沉淀和其他过程进行处理，并形成相应的无机盐或氧化物，例如硫酸钴，硫酸盐，硫酸盐，硫酸盐，氯化钴，碳酸盐等，碳酸盐等，碳酸盐等可以直接用于电池生产。 湿过程具有出色的优势：1）它可以恢复电池中几乎所有有价值的金属元素； 2）回收率很高，镍和钴的回收率高于98％，锂回收率高于85％； 3）产品具有很高的纯度，可以直接准备电池级材料； 4）原材料的加工更加灵活，可以直接处理从阳性电极材料的生产过程中的废料和拆卸和排序的杆块。 但是缺点是：1）解决方案中有许多金属离子组件，因此操作程序很复杂，并且过程流程很长； 2）该过程使用大量的酸和碱，这使废水处理变得困难，并且很容易引起水和土壤污染。 治疗不当可能会导致继发污染。 ; 3）电池必须进行预处理，例如压碎和筛分，才能在浸出之前获得“黑粉”； 4）它适用于具有相对单一组成的二手电池。 当组成发生重大变化时，可以调整过程。
我国大多数电池回收公司都使用湿法。 宝石采用湿过程。 废物被压碎并分类以去除金属碎片。 通过酸浸，提取和分离获得了各种目标金属盐溶液，然后通过共沉淀制备三元前体产物，或从氯化钴碳酸盐制备碳酸盐。 钙化后，制备四氧化钴，并使用含锂的含水液用于制备锂盐。 江西甘芬循环，废物电池会经历盐水排放，一级压碎和筛选，分离器和外壳，然后将杆块干燥，硫化并精细压碎以获得铜，铝金属和三元粉（黑色粉末）。 然后将三元粉烤，用硫酸和过氧化氢/酸浸出，然后进行铜，铁，铝，沉淀的锂，提取，后拔抽取和其他过程以获得镍和钴。 锰纯化流体用于前体产生。 国内 ， Cycle， ， ， ，环境保护以及海外公司Li-Cycle主要使用湿法提取镍，钴，锂，锂或相应的盐等湿法。 近年来，通过不断增加对技术研发的投资（CATL-两阶段的酸浸，宝石 - 葡萄碳酸浸出，广告技术 - 空气氧化方法），国内公司不断提高潮湿的过程，并且恢复率不断提高盈利能力得到了显着提高。
合并过程：互补的优势，湿法是主要方法，火法是补充
单个过程的适应性较差，并且合并过程具有互补的优势。 火灾恢复过程的缺点，例如原材料损失，废气和灰尘排放以及高能量消耗； 湿恢复方法的缺点，例如废水处理困难，繁琐的程序，化学试剂大量消耗和高成本。 一些学者提出了一组烧烤和湿润铝的恢复过程。 烧烤用于改变阳性活性材料的组成，然后使用湿溶解和分离（提取，沉淀）最终获得金属或金属化合物。 此外，实际上，火过程更像是预处理，产品主要是合金。 随后的多个组合湿过程进一步分开金属元素。 例如，Val'eas工艺在火过程后获得合金金属，然后进行酸处理。 金属盐是通过浸出和提取获得的，最后通过高温还原回收金属元素。 整个过程是一个组合过程。
物理维修：恢复材料活性并促进磷酸锂的梯形利用率
电池性能降解是由于电池材料的结构或性能的变化而导致的。 修复材料缺陷和回收电池材料已成为一个热门话题。 几乎所有在宏观尺度上退休的电池的性能降解都是由材料本身以分子量表的结构或化学变化以及微纳米尺度上的材料形态或红外特性变化引起的。 如果使用了物理或电化学方法，则可以修复拆卸和分离后退休的锂电池电极材料的结构和性能，并最终处理并再生到电极材料或其前体中可以再次使用。 这项技术称为电池的物理维修和再生技术，近年来已经成为退休电池的回收和处理已成为一个新的流行方向。 修复和再生技术主要包括直接修复和再生以及高增值增长的再生。 磷酸锂含锂含锂的电性能降解的主要原因是材料中活性锂的丧失。 因此，通过将锂元素补充到铁磷酸锂电池的阴极材料中，可以获得具有更好性能的回收材料。 直接修复和再生是指在不同温度下通过高温钙化来修复阴极材料的电化学活性，从而直接获得可重复使用的阴极材料。 该方法简单，低成本，对环境几乎没有影响，但是再生产品很容易夹带杂质和不完整的结构维修问题。 高增值的再生是指在退休的磷酸铁电池的阴极材料中的浸出和回收锂，铁和磷，以化合物为原材料的形式。 补充了锂源，铁源或磷源后，它通过热液方法和高温固化相，喷雾干燥固相法，喷雾热解法，碳热还原方法和其他方法重新调解磷酸铁磷酸锂载体材料，将其再生表现更好； 通过高增值再生生产的产品具有出色的性能，但是该过程是复杂且耗时的。 它具有巨大的能量，很容易引起环境污染。 。 物理维修过程的所有组成部分的恢复已在大学中取得了技术进步。 中央南大学，大学等的国内研究与发展已开发出全部成分的物理回收技术。 通过精确的拆卸和材料修复，已经实现了电解质，分离器和电池材料的全部成分恢复，并且回收率高且有效。 回收正极和负电极材料，分离器，电解质材料等。尽管废物分离器和电解质通常无法再参与电池的生产，但它们仍然可以在材料级别进行回收，并且可以通过回收环境危害充分避免正在进行中。
国内已开始商业操作，并使用物理拆卸 +材料维修来回收电池。 首先，通过完全自动化的物理和精确拆卸，对电池电池中的正和负电极材料，分离器，电解质，硬件和其他组件结构进行了完善和分离，然后通过材料维修过程，拆卸的正极和负电极材料在负电极材料以组成调整并以高温固相修复后，分离器，电解质，硬件和其他组件分离，最终生成了修复的正和负电极材料粉末。 根据的说法，对于铁锂三元组件的整体成分，当前的物理方法可以达到90％以上，甚至超过95％的恢复率。 具体而言，正极和负电极材料可以以极高的效率回收，分离器回收率超过95％，并且电解质也可以达到90％左右。 将维修材料制成锂离子电池后，可以将其组装成包装，可用于低速车辆，电动自行车，电动工具，家用能量存储和其他田地。
其他组件回收
负电极回收
锂电池有许多类型的负电极材料，但目前使用最广泛的是碳，石墨和非石材碳材料。 石墨阳极材料的回收过程通常采用热处理，浸出或研磨和浮选。 用过的锂电池中石墨的比例（质量分数）约为12％至21％，这是相当大的数量。 在某些没有生产石墨或石墨储量低的国家（例如美国和某些欧洲国家），石墨被用作关键材料。 修饰后，可回收的石墨粉可回收并用于电池生产中。 浮选方法恢复：石墨是天然疏水的，其表面物理和化学特性与亲水材料的特性完全不同。 浮选方法可用于通过添加收集器，泡沫剂，调节器等来将石墨与其他亲水材料分开。废物锂离子电池含有具有强极性和良好亲水性的离子晶体。 浮选方法实现了正极电极和石墨负电极材料的同时回收，简化了回收过程，易于操作，高效且污染较少。 但是，这种方法回收石墨包含许多杂质，需要进一步改善分离的石墨的纯度。
电解质恢复
电解质恢复通常被忽略，并且由于经济原因通常被焚化。 目前，电解质的回收面临许多挑战。 例如，在电池周期之后，电解质将吸附在多孔电极上，这很难提取和收集。 其次，它更复杂，经济利益在小规模下并不明显。 因此，考虑到成本和规模之类的因素，大多数公司目前只能收回高价值的能源金属，而忽略了电解质的回收利用。 在废料处理的过程中，电解质被燃烧或将废气净化加工到大气中。 电解质的组成很复杂，并且回收在主要阶段。 常见方法包括冻结方法，机械方法，有机溶剂提取方法和超临界回收法。 电解质主要由锂盐，有机溶剂和添加剂组成。 考虑到将来的废物电解质数量将是巨大的。 从资源和环境保护的角度来看，电解质回收和高价值的回收利用和高价值即将到来。 但是，它仍处于初始阶段，需要在数量和质量方面得到改善。 电解溶液恢复技术可以分为冷冻，机械方法，有机溶剂提取方法和超临界回收法。
二氧化碳超临界提取方法：当温度和压力达到临界状态时，二氧化碳具有超高的溶解能力，可以有效地溶解非极性物质，并且具有稳定的化学特性，非毒剂和低价。 这是一种极好的提取物。 电解质可以与废物锂电池分开，提取电解质的回收率可以达到90％以上。 只有少数企业进行了电解质回收技术的研究和开发。 在英国AEA公司被破坏并与钢分离后，用乙炔提取电解质，以用N-甲基二醇（NMP）提取粘合剂（PVDF）。 溶液中的CO转换为COO。 日本开发了一个生态蝙蝠工艺，将电池放在一定压力和温度容器中，并使用液体二氧化碳（CO2）将电解质溶解在电池中以改变温度和压力。 大多数公司放弃电解质的回收或燃烧式处理。 在预处理，酸浸，分离和纯度，重新融合以及对锂离子电池的热处理后，将获得超酸钴粉和镍粉和镍粉。 比利时已经开发了一个独特的瓦尔斯工艺。 特殊的熔化炉使用高温度的冶金方法来处理锂-ION电池并准备CO（OH）2/COCL2。 石墨和有机溶剂用作燃料焚化。 法国公司使用拆卸固定的固定过程来回收铝，钴，锂和其他材料，并放弃回收电解质。
经济：能源和金属价格上涨，突出回收的商业价值，
分析退休电池的回收价值
电池的最大值部分贡献了正电极材料。 在新能源车辆的成本组成中，电池占近一半，这是最重要的成本要素。 电池主要由正电极，负电极，隔膜和电解质组成。 根据华盛工业研究所的数据，2021年，三元电源电池中正电极材料的成本约为45％，隔膜约为18％，负电极材料约为15％，约为15％电解质约为10％，铜箔约为8％，铝箔为4％。 随着2022年能源和金属价格的急剧上涨，汽车的电池成本比例以及电池中电极材料的比例。
锂镍和钴等金属是退休电池回收的最重要收入来源。 电池组拆卸后，获得了电池组，并通过进一步拆卸，从而进一步拆卸了单个电池（电池）。 单电池的重量约占电池组总重量的70％。 最高值的部分是阳性杆粉。 三种元电池阳性材料通常占单电池总重量的40％。 不同之处。 阳性电极材料中最回收的金属是锂，钴，镍和锰。 以电池为例，大量的阳性材料含有304公斤的镍金属，钴金属122kg，锰金属171kg，锂金属72kg，锂，镍，镍和钴高金属含量和大价值是最重要的收入来源退休电池电池回收。
退休的电源电池回收成本拆除
电池回收成本包括原材料成本，辅助材料，能源，环境治理（三种废物治疗），人工成本，折旧摊销等。原材料的成本主要是指购买废物电池的成本以及价格波动以及价格波动镍钴锂的价格发生了更大的变化。 辅助材料的成本是指在废料电池等中使用的酸，碱，有机溶剂，沉积物等。由于工艺不同，这些类型和成本是不同的。 此外，天然气，电力，水和人工成本也是电池回收成本的主要组成。 湿法的成本很高，三元电池的回收过程的成本略高于磷酸锂。 国内电池回收主要使用湿的回收过程。 由于过程较长，在此过程中所需的酸 - 烷烃溶液和辅助原材料的更多。 因此，产生的废液相对较大，成本相对较高。 三元电池的金属回收种类多种，过程的类型和剂量，辅助材料的类型和剂量以及能量消耗高于磷酸锂的含量，因此成本也更高。 购买电池的成本，处理1吨三元电池的成本以及1吨1吨磷酸锂电池的处理分别为14,000元和11,000元。
根据SMM的报价，2023年4月初，金属磷酸盐电池的价格约为08,000元/吨，浪费的价格523平方3元电池约为26,000元/吨； 根据上表，恢复1吨电池的成本分别为。 约19,000元/吨和40,000元/吨； 回收1吨磷酸铁电池金属产品的价值约为200,000元，1吨NCM 523电池金属产品的价值约为57,000元，磷酸锂磷酸铁磷酸锂的回收经济经济稍差一些。 通过回收锂，它仅有些有利可图。 其他材料的回收同样重要。 废物NCM 523电池的回收利润约为17,000元，毛利率约为30％。
退休电池回收定价模式
电池标准化很难定价。 由于不同电池的规格差异很大，电池电池电池和正极电极的质量比例也很大。 因此，金属含量存在差异，并且废料电池重量的量很大。 此外，该行业仍然相对混乱。 拆卸后，电池具有低价值电池与高价值电池的销售混合。 因此，以价值内容奖励更合理。 以前，锂含量很小，值很低，只有镍和钴含量的价格。 三元电池回收材料中的价格要素主要包括镍，钴，锂，锰，铜，铝等。在锂价格急剧上涨之前，电池中的锂含量和价格远低于镍和镍和镍和价格钴，因此锂，因此锂，因此锂锂提取的提取值受到限制。 电池回收的价值主要是镍和钴，因此只有镍和钴的价格。 计算公式为：电池回收材料价格=镍-元素值值*折扣系数=（镍含量*镍金属价格+钴含量*钴金属的折扣系数）*折扣系数主要是65％-85％高于折扣系数，低于实际回收率（通常为98％）。 它可以被视为回收企业+毛利润的处理成本。 锂元素的价值隐藏在折扣系数中，市场与锂价格上涨变得混乱。 随着锂价格继续上涨，锂的恢复速率没有上升，电池回收锂的经济逐渐得到了强调。 因此，交易中两个方的价值隐含了折扣系数中锂的价值。 估价。 随着锂价格继续上涨，锂已成为电池回收率最大的一部分，电池回收材料的折扣系数继续上升，直到出现超过200％的折扣。 “折扣系数”已成为“高级系数”。
定价方法改变，镍，钴和锂逐渐取决于价格。 以前，锂元素隐藏在电池回收材料的折扣系数中，还有更多问题：首先，折扣系数模糊，面向锂的元素的恢复值也不容易测量； 另一个是折扣系数很高，相应的因素是模糊的。 添加难度浸入镍钴，增加折现系数并影响湿工厂的回收率。 因此，该行业正在逐渐促进镍，钴和锂元素的分离方法。 电池回收材料的价格=镍-锂元素值*折扣系数=（镍含量*镍金属价格*镍折扣系数+钴内容*钴金属价格*钴价格*钴价格*钴价格*钴价格*钴价格*钴价格*钴价格*钴价格*钴价格*钴价格*钴折扣系数+锂含量*锂金属价格*锂折扣系数），例如，股票正在促进新的价格系统，其中钴和镍恢复折扣系数为80％ 〜90％，锂为65％至80％。 市场逐渐从镍钴锂的统一折扣系数转变为单独的报价。
“废物改变原材料”已成为回收公司实现稳定和盈利的“杀手”。 在高锂价格的背景下，除了更改定价系统外，回收市场还在水测试的商业模型中创新。 “废物变化原材料”的合作模型已经逐渐出现，成为回收企业以实现稳定和盈利的“杀手”。 SO称为原材料的废物更换是指回收企业，以在协议中的电池工厂和物料工厂的生产过程中收集废物。 在提取镍，钴，锂和其他金属之后，生产的电池级镍，硫酸钴和锂盐的生产产生，然后返回到电池工厂和材料工厂。 在此过程中，回收企业只收取商定的处理费，并且不需要承担金属价格波动的波动带来的风险。 具有技术优势的企业也可以通过产品产生额外的利润。 探索国内“浪费原材料”模型的探索仍在继续出现。 2021年，格林·迈克尔（Green ）和伊伊（Yiyi ）在10,000吨回收镍产品中签署了针对性周期合作的备忘录； 2022年，他们连续与 ，Fu Neng ，Ruipu 和其他公司等企业建立了战略合作。 回收废物的方法将退还给先前描述的公司，以偿还电池级别的产品。 和 Co.，Ltd。的 以及 煤炭研究所和 Power还签署了类似的废物交换原材料。
电池回收利润弹性的计算
影响回收企业盈利能力的因素是：金属回收率，金属价格，折扣系数等。折扣系数对单吨利润有重大影响。 锂回收率的差异是每个企业技术之间的主要区别之一。 通过弹性计算得知，锂回收率之间的差距为5％，相应的单吨利润差为3600元。 折扣系数对利润有更大的影响。 桌子上的橙色区域是当前市场（镍钴锂的折扣系数合并，200,000，钴价格为200,000，钴价格为300,000和200,000碳酸盐）。
电池回收市场空间可以达到1000亿
汽车电池的规模将在三年内迎来高速增长时期。 假设新能源车电池的使用寿命为5年，其中三元电池在退休后直接恢复。 在退休后退休后，将用于楼梯使用，并将在三年后输入恢复系统。 根据目前的电池安装量，据信，2021年中期新能量车的生产和销售表明，“ S”曲线在高速上增加。 因此，大约在2026年，中国退休的电池电池也将在高速增长时期内迎来。 关键假设：1。假设5年后的技术进步和耐力的改善，安装量中三元的比例逐渐反弹； 2.电源三元电池在5年内退休，并直接回收，而无需参与步骤的使用。 根据一定比例的步骤，电池退休后，2019年的磷酸铁电池梯子的使用为20％，每年每年5％。 当梯子利用率达到50％时，步骤利用率将不再增加； 一年后，电池退休了。 结论：2026年，到达电池的退休量，直接回收量可以为127.5GWh，并且双重双二二二次超过第一次。 电池电池电池的回收量在2030年达到583.5GWH，2035年达到42.9％，在2022 - 2035年达到42.9％。
可以大大补充电池回收金属的量，并改善了国内资源保证。 目前，电池回收金属主要包括锂，钴和镍。 经计算，预计在2022年，锂金属，钴金属的含量为02,800吨，钴金属，335万吨钴金属和08,700吨的镍金属。 由车轮和3C电池获得的锂钴 - 镍含量为03,100吨，35,400吨和08,700吨。 据估计，到2035年，预计将回收128,200吨，102,000吨和527,000吨锂钴镍，钴镍，102,000吨和527,000吨。 电池行业上述金属的需求将大大提高国内能源金属保证率。 Based on the most in the , by the waste in 2035 can be used for over 10 new .
Key : 1. The will not in the next few years. The of types of is as shown in the table; 2. The is and , and the cycle is not ; Scene, so that the is all iron ; that the two - is all , and the 3C is ; 4. that the rate is 85%, - rate Keep 98%; 5. the of waste in , and do not the of new waste in the of .
can be seen in 100 yuan in ten years. The most of value in power is , while 3C are , with large and high value. New Power 's space is broad, in 2035, the value of metal of new can only 100 yuan, but the value of such as 3C and two - in the short term is . , the on the 3C in the short term, and the of new power in the and long term. Key : 1. price : 2023-2025 The price of was 30/20/150,000 yuan/ton, , and the price of 150,000 yuan/ton after 2026. 5.32; 2. price : long-term price of 350,000 yuan/ton; 3. price : 2023-2024 price of 20/150,000 yuan/ton, a long-term price of 100,000 yuan/ton; Price : at 15,000 yuan/ton.
: The are to the , and those who have the get the world
The chain of the and one -way to the of the 's cross
There are many , fewer steps are used, and the are . There are many in the power chain, , , , , / , etc., and all need to work . The core link of is the , Steel use, and . Among them, the of are and . There are more in of and fewer that are used in steps.
The chain , and forms and are to the and link. , metal , , , new plant, etc., from and to . In the of the , the power is an by the chain, and the cross -links of , , , and . Metal and : Based on the of and , the to the , urban mines; and : based on raw and , lay out metal , to , of metal , , to build urban mine raw ; and : Based on their own , open up and , the of the chain, and build a - cycle . : As the post -cycle link of the , in the , with the in scrap , the right to speak in the chain will the of the chain or seek and to try to form a from Go to the loop of the .
quo: Multi - mode , is king, model, or
At , there are many new waste, there are fewer old waste, and the in are large. There are four main of waste power : new waste the of new , waste , waste by the , and the that are after use. The for these four waste are very . Among them, the waste the of new are the most and sound. They enter the link . There are also some . At this stage, the of waste power in my is the new waste in . There are still few that have truly life from the car. The based on are one of the cores. The the scale of and . The high rate by the level is the most in . At , there are not many power , and the is . In other words, the "does not eat " and has power to the . At the when the in the is and . to , the power in China are into three types: ① third -party , , , and to ; ② are The self -built , , etc.; ③ with the as the , 4S shops, self - waste , etc.
Third -party : with , are
with , is in --. The third -party model is by the and . The main is in the , , and reuse. There are also . There are only metal links. The of are that they have rich in the field of and the of waste . They can well the and of , and high - .
: -loop , which can be in with steps to use the model
a loop of is to the in costs. The mode of the as the main body can power to the , , , and , and then waste from the above . Scrap are also the of . waste and metal such as back to the to form a loop of the chain of " - sales- - - ". Today, it can its own raw , its to raw , and costs. There are many in the chain. The two paths of the of and have . power uses high . are more in , and , , etc. in waste , and also have sales . has many in the mode, and has the most in the of steps and .
Auto : , is the most
The is the , on sales . power , 4S shops, etc. This is also the most to and with the most links. The of power are high. The and of the and 4S , so in terms of the of power , auto rely on their own huge sales and to a point, and such are based on the chain of the chain In the end, the cost of is low, high , and has . The is the most weak and lacks links. The of the is the , but the link is the most weak. It is not as good as such as and . the -up link, or a for and and joint . In this way, the of the are not as as the plant, and it is to the from the and link. such as BAIC Langu, who in the BAIC New , in , Blue and BAIC .
Joint mode: based on
The model has its own , and the and are the . The of each has its own . Among them, the model of third -party has the most . The is , but the is the . with ; the has the , the cost is low -, and the is in the core , but the does not have it. , a model may have some in , , funds, etc., and faces the of from the . Only multi -party to form an and is the right path.
The model with as the core of the is , and - is also an -. The model is a of and of the as the main body of waste . It is also a model by , , order, and -loop. , , and , the in the , out the space of the gray chain, and the . In terms of , my 's the model with as the main body of the , and to bear the main of power . To form a cross - co - body, an - , can also with to build and share .
, the stone of other can jade
After many years of , the of has been . , it has and for of , and a power for .
Japan: is the main body of and
The that is clear, sound and is the basis for the of . Japan to build a sound legal from three . The first layer to the Basic Law, that is, the " the of a Basic Law"; the layer to laws, the "Solid waste and Law", " Law", and " and Law" The " Law", etc.; The third layer to the law level, to the of the , the " Law". The of power is the focus. The has also a basic of , the of and to the of waste . 。 The is by and uses the of , car or gas to waste from . As early as 1994, the has begun to the plan, and have when new are . Since 2000, the has begun to the of " -sales-- ", which the main body of for and . In 2004, the (JBRC) by the two major in Japan aims to the of waste .
: +
a and legal from the three of the , State and local. The upper level is the " Law" with both and . The lower are into two legal : " " and " ", and by solid waste , such as " and Law, the on the of , and the Law of Solid Waste , etc.; At the state level, the has laws, and three of legal and of each other. The and the have all . The has great to work and has a waste power . The main of the US power and the , of which the is by the . : In order to the and use of the full life cycle of the waste , a logo needs to be when the .
-based , and . In terms of funds, the of a fund to is and , and an fee is used; a of fees when as part of the funds for ; also a part of the fee as a fee as a fee as a fee as a fee for it. The fund for the waste of the ; at the same time, the waste sells the raw to the at the price. This model the to the and well, and to a , it also that the old is old The of have the front -end such as low of waste and poor . The US model be from the and of law. Its model is also . It is based on , by , and the the . Each makes full use of the to to .
: bear the main +rely on the
is the of waste , and the is the core of the . The laws and of the are also based on the of the of . In the power mode, the is the core of the . and of have the and in using and . must in the and bear the main . The must with the 's work. It must the of the free to . In , gives a wide range of of and the . a fund and for of power . The of the , in to the 's of , is also from the of the . The in and even is a joint (GRS) fund by the and the . The who the fund and , with a total of more than 3,500, 80%of the and sales. pay fees to the fund to the share, and type of their , and share the of the . GRS Fund on the fee paid by the to .
: , , , scale
quo: The are . the has dual force from and level, the is still slow, and the of the is far from . The needs to be , the model needs to be , there is still space to break , the needs to be , and the needs to be . , the as a whole is still in the stage of . is , and the new model is . In the , the may be . Only with the of , , , and scale can we be .
: The for
The in will the pros and cons of . is the core link of re -use of power . The of the will not only have a on the cost of , but also the of the 's use links. The is , and the coins are from good . The has not been , and more waste power flow into , while small rely on low costs and low -cost by low . The to waste in of is , in chaos in the , and it is for to waste raw . There are more than 14,000 the , and the of auto have . to from the of and 's New , as of 31, 2022, there were 14,435 new power by the of and . Among them, it can be into three . One is the of . , it is a for brand 4S and some . New with such as "" and " Road ". Among the above 14,000 waste , there are about 13,000 by , for the vast , not , types of , , and other . 个人的。
The of the new is less, and the of car are . Among the of , Geely ( its sub -, joint ) , by SAIC and FAW, the of more than 1,000, and more than 500 with , , GAC, , , BAIC ( Zizi brand, joint brand), the total of with the top ten 9,000, with a high . The of in the new power , such as Tesla (56), BYD (40), (54), ideal (38), (105), etc., Far as much as , which is to the of and old - car ' sales . Most of the auto are their own , and a small part is co - in . The of the of is built by self -built ( rely on after -sales to and ) and co - (co - with power , , and other ). to the of the China Data , on the of the after -sales , it is the , for more than 98%, and the co - is less than 2%.
: The of the of the , the high rate is the core
is one of the in the mode of order. The of the pack has no , , and and , the using the of the pack is much lower than the pack, and the , cycle life and reuse value of the steps are not to be . If the in the use of power steps are not , the use of steps will not be able to talk about it.另外，梯次利用存在商业模式相对单一、 使用规模有限、运行效率不高等问题，如何降低成本，实现多场景使用，有待进一步挖掘。
技术路径导致经济性差异。电池回收企业技术工艺路径参差不齐、差异较大，比如湿法冶炼中浸出剂、萃取剂的选择，各种产品是否回收，以及回收顺序等。大部分企业并不回收负极、电解液，重点回收锂钴镍金属， 根据工艺不同，有预先提锂工艺也有提钴镍后再提锂工艺，价值量高的锂回收率会存在差异，导致经济性gap.锂的回收率是体现回收企业核心竞争力要素之一，也直