简介：锂电池的梯级利用和回收主要基于三个方面：环保、资源节约、盈利。
锂电池的梯次利用和回收主要基于环保、资源节约、盈利三个方面：
环保：锂电池正极材料含有镍、钴、锰、锂等重金属元素。 这些重金属元素会对环境、水体等造成污染； 负极材料中的碳材料和石墨会造成粉尘污染； 此外，锂电池的电解液含有有毒化学成分，也会造成氟污染。
节约资源：锂电池含有大量金属元素。 我国镍、石墨等金属元素较多，但钴等金属元素我国稀缺。 我国锂元素储量较多，但开采难度大，且分布普遍。 西藏、青海、四川等条件艰苦的矿山，盐湖锂中镁离子含量较高，提锂也非常困难。
有利可图：锂电池的梯次利用和资源回收仍然可以商业化，因为近年来汽车工业转向电动化，锂电池的需求增加，导致上游贵金属材料，如金属钴。 价格60万/吨，镍10万/吨，碳酸锂17万/吨，金属锂90万/吨。
市场风口
1、政策支持
早在2012年，国务院印发的《节能与新能源汽车产业发展规划》中就提到“制定动力电池回收管理办法”；
最全面解析锂电池梯次利用及资源循环利用
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2014年，国务院办公厅印发《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》，研究制定动力电池回收政策；
2015年，财政部、科技部、工业和信息化部、国家发展改革委在《关于2016年起新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》中提到到2020年”提出“电动汽车和动力电池企业要成为废旧电池回收利用的主体”；
2016年，国家发展改革委、工业和信息化部、环保局、商务部、质检总局相应出台了一系列政策。 截至目前，专门针对锂电池回收的政策已有20余项。
2018年3月，七部委联合发布最新《关于开展新能源汽车动力电池回收利用试点工作的通知》。
梳理这些政策，可以总结出以下四点：
国家各部委提倡动力电池先梯次利用再回收；
实行生产者延伸责任，即“谁生产谁负责”；
建立动力电池回收体系，开展部分试点，建立回收网络和信息监管；
行业法规不断完善，国家对企业的资质要求也逐渐明确。
2、市场规模
锂电池整体上可分为三大类：
消费类电池：手机、IPAD、笔记本电脑等消费类电子产品使用的电池主要是钴酸锂电池；
动力电池：新能源汽车用电池。 乘用车以三元电池为主，商用车以磷酸铁锂电池为主；
储能电池：充电站、火力发电站、商业储能等使用的电池主要采用磷酸铁锂电池。
什么是分级利用？ 例如，如果电池用于新能源汽车，则电池充满电时具有100%的能量。 电池使用一段时间后，电量会衰减。 当电池电量衰减到80%时，就无法在车上使用。 ，这导致了利用的第一阶段； 汽车衰减后的电池可分80%~20%使用，如低速汽车、电动三轮车、电动摩托车、充电站储能、火电站调峰填谷、光伏发电， ETC。; 电量低于20%的电池可以认为已经完成了其生命周期，此时可以进行回收。 这样，整个电池的使用按照容量分为三个部分：汽车用、梯次利用、报废回收。
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2017年，中国新能源汽车产销量在80万辆左右，全球总量为130万辆。 预计到2020年，我国新能源汽车保有量将达到300万辆，全球保有量将达到500万辆。 根据新能源汽车的销量，锂电池的需求量将达到2020年，这部分电池的衰减需要逐步回收。
根据近年来新能源汽车动力电池需求测算，乘用车电池容量在100%~80%时，寿命约为5年，商用车约为3年。 我国新能源汽车的大规模使用是从2014年开始的，以此推算，动力电池将在2018年左右进入大规模报废阶段。也就是说，当2018年锂电池回收真正启动时，将会有新的风口，这是下一个增长点。 据高工锂电及各大券商测算，2018年电池预计退役量11GWh，对应市场空间约60亿； 2020年市场空间为150亿，2023年达到400亿，2018年到2023年年复合增长率将达到50%。 可以说，锂电池的回收将成为下一个市场趋势。
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据高工锂电统计，2017年锂电池回收量8万吨，市场规模约3-40亿。 这8万吨中，95%的电池被拆解，没有梯次利用。 目前梯次利用市场推广不利的原因主要有：
过去几年，电池技术安全问题较为突出；
废品量相对较少，标准化程度不高，难以匹配梯次利用；
储能市场尚未大规模释放。
技术路线
一、技术标准
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我国《新能源汽车废旧动力电池综合利用行业规范条件》要求，湿法冶炼条件下，镍钴锰综合回收率不低于98%，火法冶炼回收率不得低于97%。 。 目前邦普等国内龙头企业已基本达标。
2、磷酸铁锂
动力电池主要分为应用于商用车的磷酸铁锂和应用于乘用车的三元电池。 相比之下，磷酸铁锂更适合梯次利用。 两种电池的性能并不相同。 磷酸铁锂的循环寿命更长，从100%到80%寿命可达2000-6000次。
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宁德时代做了上述测算，退役后的磷酸铁锂动力电池至少可以作为储能电池使用5年。 如果直接将磷酸铁锂报废、拆解、回收，收益将有限。 其铁成分不值钱，锂含量很少。 回收1吨磷酸铁锂的经济收入约为1万。 如果作为级联使用，收入3万-4万。 所以从这两方面来看，磷酸铁锂更适合梯次利用。
3、梯子的利用
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梯次利用的过程可分为三步：首先筛选回收电池，然后将电池进行串并联，第三步进行充放电管理、添加BMS、设计容量和功率匹配。 一般电池容量与功率的匹配比为8：1，放电倍率0.125C。
阶梯利用的关键技术在于两个方面：
分立集成技术：不同的电池有不同的Pack技术。 拆解后，需要根据电池模组的性能和寿命，对不同的单体电芯进行集成；
全生命周期追溯技术：通过BMS提供的SOC、SOH、SOP技术指标估算。
国家要求建设国家新能源汽车监测和动力电池回收追溯综合管理平台。 该平台以电池生产时的代码作为信息载体，追踪并记录电池整个生命周期的数据，直至电池报废。
4、资源回收
磷酸铁锂的寿命相对较长，而三元电池的循环寿命约为800-2000次，相对较短。 三元电池的安全性不如锂铁电池。 燃点较低，不适合在储能电站中使用。 通信基站等环境复杂的区域。
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另外，三元电池所含的镍、钴、锰价格较高，即使直接拆解，利润也将相当可观。 因此，相比较而言，三元电池更适合拆解回收。 三元电池拆解回收价格为人民币/吨。 如果将拆解后的镍钴锰作为三元材料的前驱体，价格会更高。 以宁德时代为例，单价为8万元/吨。
资源回收分为两个阶段：首先将回收的电池进行预处理、排放、从外包装中取出，并进行人工拆解分离，得到电芯； 然后回收。
回收技术可分为三大类：
干法（物理法）：
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机械分选方式：机械破碎筛分、直接分选
高温热解法：高温焚烧形成水蒸气挥发冷凝
干式热修复：将回收的粗品干燥后重新加工成材料
湿法（化学法）：
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湿法冶金：使用化学试剂进行溶解、分离和浸出
化学萃取：用试剂分离
离子交换：利用离子进行交换
生物回收技术：
主要采用微生物浸出，目前难度还比较大，需要攻克技术难题。
目前行业内，三元电池一般采用湿法，而磷酸铁锂采用干法，也是比较推荐的方法。 相比较而言，湿法成本较高，但回收物料纯度较高，各有利弊。
运营模式
1.美国：生产者延伸责任+消费者押金制度
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以特斯拉为例。 2015年，特斯拉宣布将锂电池分级利用应用于储能市场。
2.德国：生产者承担主要责任
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以博世为例，2015年开始电池梯次回收，预计到2018年回收率将超过50%。
3、日本：立法+对电池厂商的补贴
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日本已在国家层面立法对电池制造商的回收进行补贴。 以丰田为例。 丰田是混合动力汽车领域的全球领导者。 它于1998年开始回收废旧电池。其回收主要分为三个步骤：首先建立回收网络，然后对回收电池进行详细评估，以选择是否修复或回收。 ，对完全失去再利用价值的电池进行拆解和化学处理。 2015年，丰田在黄石国家公园的设施中使用凯美瑞混合动力汽车的废旧电池进行储能和供电，并重新设计了储能电池管理系统。 208颗凯美瑞电池可储存85KWh电量，延长电池寿命两倍。
4.铅酸蓄电池回收
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2016年，我国铅酸蓄电池产量达到400万吨，铅价值达到400亿。 从技术角度看，我国铅酸蓄电池的回收率可以达到98%，但实际回收率只有30%。 主要问题的原因是从未建立起大规模的网络。
回收主体应实行生产者责任延伸制度，即汽车生产企业、电池生产企业、第三方资源回收企业是回收主体，其中汽车生产企业是重点。
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在商业模式上，回收网络的建立与专业加工的有机结合已初具规模。 未来行业竞争逻辑将主要集中在这两点：
建立全国性的回收网络可以产生规模经济并稀释成本；
突破技术门槛。
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目前，2017年我国电池使用量很少，主要问题在于经济性。 电池联盟数据显示，我国储能以抽水蓄能为主，火电站以铅炭电池为主。 磷酸铁锂电池未能成为梯次利用的中流砥柱，主要原因是成本。 从上图可以看出，铅炭电池和抽水蓄能的成本约为0.4元/kWh，锂电池为0.7元/kWh。 以旭达动力电池溧阳项目为例，计算结果显示，储能项目静态投资回收期约为6年。 如果想要产生利润，需要经营10年，所以税后回报率为10%。 虽然现阶段梯次利用的经济性并不明显，但随着电池成本的下降，未来梯次利用的市场将逐渐爆发。
投资并购
1.中国铁塔
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铁塔公司是由中国电信、中国移动、中国联通共同投资组建的大型通信基础设施综合服务企业。 主要从事通信铁塔、室内分布系统等基站配套设施的建设、维护和运营。 今年1月初，塔尔公司与重庆长安、比亚迪、银隆新能源、沃特玛、国轩高科、桑顿新能源等17家企业联手，回收磷酸铁锂。 目前，全国12个省市已建立3000多个基站。
2.上汽宁德
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上汽是汽车行业的龙头，宁德时代是动力电池行业的龙头。 两国领导人联手回收动力电池。 2018年3月，双方共同签署战略合作谅解备忘录。
宁德时代于2013年完成对邦普的收购，目前锂电池回收业务板块已成为三大核心业务之一。 2017年，回收业务板块营收达到25亿元，单价8万元/吨，毛利率达到27%，业务占比13%。
3、投资并购
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从行业角度来看，宁德时代早在2013年就收购了邦普； 厦门钨业于2017年收购赣州豪鹏； 2018年并购较多。