鉅大LARGE | 點擊量：1132次 | 2021年04月09日
有關新能源汽車動力蓄電池的回收利用調研報告
一、新能源汽車及動力蓄電池產業發展現狀
(一)新能源汽車產業
經過20余年的發展，我國新能源汽車實現從科研、產業化到市場推廣的三級轉變。目前，我國新能源汽車累計產量已超280萬輛，推廣規模居于世界首位。
車輛類型上，乘用車、商用車分別占總產量約70.4%、29.6%；動力類型上，以純電動為主，占總產量約78.5%，插電式混合動力約21.5%。
區域分布上，重要集中在京津冀、長三角及珠三角地區，廣東、上海、北京、山東、浙江保有量位列全國前5位。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
(二)動力蓄電池產業
我國動力蓄電池累計配套量超過131GWh，產業規模位居前列。配套類型上，磷酸鐵鋰、三元電池分別占比約54%、40%。純電動乘用車、商用車中三元電池配套占比分別約71%、17%，磷酸鐵鋰離子電池配套占比分別約23%、78%；插電式混合動力汽車中三元、磷酸鐵鋰離子電池配套占比分別約53%、33%。外形設計上，方形、圓柱形、軟包占比約78.7%、20.6%、0.7%。
(三)動力蓄電池原材料產業
隨著動力蓄電池需求量的快速上升，原材料行業投資規模快速擴大。正極材料、負極材料、隔膜及電解液行業龍頭公司在市場占有率和技術研發方面優勢明顯，行業集中度較高。2017年，我國正極材料產量達32.3萬噸，磷酸鐵鋰產量為6萬噸，負極材料產量達14.6萬噸，隔膜銷量13.6億平方米，電解液產量為10.2萬噸。
二、動力蓄電池回收利用產業發展現狀
(一)廢舊動力蓄電池安全環境資源特性動力蓄電池大量退役后，未經妥善的處置和進行價值最大化利用，將威脅公共安全，造成難以逆轉的環境污染，并浪費寶貴的有價金屬資源。
從安全層面來看，廢舊動力蓄電池處置不當存在一定安全隱患。一是觸電隱患。新能源汽車的動力蓄電池額定電壓較高，人員在缺乏防護措施情況下接觸易造成觸電事故。
二是燃爆隱患。電池在出現內部或外部短路情況下，正負極會出現大電流導致高熱，引起正負極燃燒。三是腐蝕隱患。電解液為有機易揮發性液體，與空氣中水分反應出現白色有腐蝕性和刺激性的氟化氫煙霧。
從環境層面來看，廢舊動力蓄電池對生態環境和人身健康均有威脅。一是重金屬污染。電池正極材料中含鎳、鈷等重金屬，不經專業回收處理會造成重金屬污染。二是電解液污染。電解液溶質LiPF6屬有毒物質且易潮解，會造成氟污染，溶劑會造成水污染。
從資源層面來看，鎳氫、鋰離子動力蓄電池因正極材料不同，分別含有鋰、鎳、鈷、錳及稀土等金屬，動力蓄電池產業關于鋰、鎳、鈷等資源需求旺盛。隨著動力蓄電池累計配套量的不斷新增，電池中這些資源如未有效回收利用，將直接造成資源的極大浪費。
(二)動力蓄電池退役現狀和趨勢分析
1.退役現狀
從現有退役電池數量、種類及分布地區情況來看，相比較較集中。十城千輛工程推廣期間生產的新能源汽車共計出現退役動力蓄電池(以下簡稱退役電池)約1.22GWh；退役電池重要集中在深圳、合肥、北京等新能源汽車推廣力度較大的城市。
從公司回收情況來看，當前回收的動力蓄電池中，以研發生產過程中出現的廢舊動力蓄電池為主，新能源汽車退役電池較少，重要來源于研發試驗和生產制造出現的廢舊動力蓄電池。
從綜合利用經濟性方面看，三元電池和磷酸鐵鋰離子電池互有優勢。梯次利用方面，磷酸鐵鋰離子電池更適于梯次利用。再生利用方面，公司再生利用收益具有一定的不確定性，易受退役電池數量、原材料市場行情及公司管理水平等因素影響。
從用戶移交退役電池情況來看，市場上存在電池生產公司、回收利用公司、租賃公司及保險公司等多主體回收處理退役電池的情況。例如，深圳市退役的大部分動力蓄電池交由電池生產公司回收存儲，用于梯次利用研究；北京新能源公交車動力蓄電池重要采取租賃方式，退役后交由北京電力公司用于梯次利用儲能產品研究或回收利用公司處理。
2.退役趨勢分析
退役電池數量、種類及分布地區方面，退役量與保有量正相關，三元電池累計退役量占比較高。據預測，2020年我國退役電池累計約為25GWh。退役電池將重要集中在新能源汽車保有量較大的京津冀、長三角及珠三角地區。隨著個人用戶逐漸成為新能源汽車的消費主體，退役電池的回收將逐步轉向以個人用戶為主。
(三)廢舊動力蓄電池回收利用基本現狀
1.回收體系建設情況
2018年，工業和信息化部會同科技部、生態環境部、交通運輸部、商務部、市場監管總局、能源局公布了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》，構建回收利用管理機制，推動建立回收利用體系；
工業和信息化部通告公布了《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規定》，明確了溯源信息的采集要求，對各環節公司主體履行回收利用溯源責任作出規定，并建設了新能源汽車國家監測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺(以下簡稱國家平臺)，構建來源可查、去向可追、節點可控、責任可究的全生命周期溯源管理體系。
工業和信息化部會同有關部門公布了《新能源汽車動力蓄電池回收利用試點執行方法》《有關做好新能源汽車動力蓄電池回收利用試點工作的通知》，確定在京津冀、上海等17個地區，以及我國鐵塔公司開展試點，積極培育標桿公司，探索技術經濟性強、資源環境友好的多元化回收利用模式。
工業和信息化部公布了《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》及通告管理暫行辦法，推動廢舊動力蓄電池綜合利用行業管理，已通告公布第一批公司名單。
各地區加快建立區域回收體系，采取措施推動回收利用工作。京津冀地區公布《京津冀地區新能源汽車動力蓄電池回收利用試點執行方法》，建立回收聯盟，共建共用回收網絡。
長三角地區統一標準建設回收服務網點，實現區域協作。珠三角地區以深圳為重點，按照互聯網+監管的思路，構建動力蓄電池信息管理體系，完善激勵機制。
中部地區的骨干汽車、電池生產及綜合利用公司合作，依托本地區產業基礎優勢建立區域化的回收處理中心。其他地區也在加強對公司試點執行工作的組織和支持。
汽車生產公司通過多種形式構建回收體系。目前，北汽新能源、廣汽三菱等45家公司已設立了3204個回收服務網點，重要集中在京津冀、長三角、珠三角及中部新能源汽車保有量較高的地區。
回收體系建設存在兩種模式，一種是以生產者主導，由汽車生產公司利用銷售渠道建設退役電池回收體系，回收退役電池移交綜合利用公司處理或與其合作共同利用電池剩余價值；另一種是以第三方為主體，由梯次、再生利用公司與汽車、電池生產公司合作，共建共用回收服務網點，集中回收合作公司新能源汽車的退役電池。
國家平臺已運行，以電池編碼(BIN)為信息載體，實現動力蓄電池全生命周期的信息采集和監管。其中，車載管理模塊面向汽車生產公司采集溯源信息，回收利用管理模塊面向回收拆解、梯次利用和再生利用公司采集溯源信息。
2.梯次利用基本現狀
通常動力蓄電池容量衰減至80%以下時，將不能完全滿足汽車動力需求，但可梯次利用于其他領域。當前動力蓄電池退役量較少，梯次利用大部分處于試驗示范階段，重要集中在備電、儲能等領域。
2018年，我國鐵塔公司停止采購鉛酸電池，大力推廣鋰離子電池梯次利用，已在31個省市的約12萬座基站開展梯次利用電池備電應用，并在備電、儲能及對外發電應用場景加強業務拓展。
國家電網建設了1MWh梯次利用磷酸鐵鋰離子電池儲能系統示范工程，用于接納可再生能源發電和調頻等。
深圳比亞迪、國軒高科等公司也開發了適用于備電、風光電儲能的梯次利用電池產品。
從發展趨勢來看，梯次利用市場前景廣闊，已成行業發展熱點，部分公司正在梯次利用領域探索以租代售等新商業模式。
從生態設計、生產控制及信息共享等方面看，行業還有待加強。綠色選材、標準化及通用性設計、易拆解結構設計以及易梯次利用設計等方面還有不足。動力蓄電池產品還存在一致性差等問題。產業鏈上下游公司在通信協議、歷史數據等關鍵資源分享方面還沒有形成機制。
梯次利用技術有一定進展，但還存在技術瓶頸。梯次利用以檢測重組和修復兩種技術路線為主，北京匠芯、深圳比亞迪、星恒電源等公司在退役電池壽命評估、系統集成及電池單體修復等方面取得一定突破。
但是，梯次利用還存在效率偏低，電池剩余壽命及一致性評估等技術不成熟的問題。工業和信息化部會同標準化主管部門加快推進動力蓄電池回收利用系列標準研制工作。
目前，優先研制的17項國家標準中，已有編碼規則、產品規格尺寸、余能檢測、拆解規范4項公布。上海、浙江等研制動力蓄電池回收利用地方標準，我國鐵塔公司牽頭編制3項團體標準已公布執行。
3.再生利用基本現狀
目前，廢舊電池再生利用行業已有一定規模，并實現產業化，以湖北格林美、湖南邦普、廣東光華、浙江華友鈷業、江西豪鵬等為代表的公司已具備規模化再生利用能力。再生利用公司大多由廢棄電器電子產品處理公司和有色金屬冶煉公司發展而來，重要集中在長三角、珠三角和中部地區具備相應工業基礎的中小城市。
行業已具備較成熟的設備和工藝，但是仍有技術升級空間。拆解方面，湖北格林美、湖南邦普等開發了自動化拆解成套工藝，北京賽德美開發了電解液和隔膜拆解回收工藝。再生利用以濕法冶金及物理修復法為主。
濕法冶金方面，湖南邦普開發了定向循環和逆向產品定位工藝，湖北格林美開發了液相合成和高溫合成工藝。
物理修復方面，賽德美對電池單體自動化拆解、粉碎及分選，再通過材料修復工藝得到正負極材料。但是，行業還存在鋰金屬回收率不高、多種電池回收處理兼容性不強等問題。目前，再生利用相關國家及行業標準正在加快研究制定。
