動(dòng)力鋰電池的需求量和報(bào)廢量不斷增長(zhǎng)

 

2015 年中國(guó)鋰電池總產(chǎn)量 47.13Gwh，其中，動(dòng)力電池產(chǎn)量 16.9Gwh，占比 36.07%；消費(fèi)鋰電池產(chǎn)量 23.69Gwh，占比 50.26%；儲(chǔ)能鋰電池產(chǎn)量1.73Gwh，占比 3.67%。

 

我們測(cè)算，到 2020 年動(dòng)力鋰電池的需求量將達(dá)到125Gwh，報(bào)廢量將達(dá)32.2Gwh ，約 50 萬(wàn)噸；到 2023 年，報(bào)廢量將達(dá)到101Gwh，約116萬(wàn)噸。規(guī)模龐大的動(dòng)力鋰電市場(chǎng)伴生的將是鋰電池回收和下游梯次利用的行業(yè)機(jī)遇，發(fā)展鋰電池回收和梯次利用在避免資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的同時(shí)也將產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益和投資機(jī)會(huì)。

 

2016 年上半年，中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別達(dá)到 17.7 萬(wàn)輛和 17 萬(wàn)輛，依舊是全球最大的新能源車(chē)市場(chǎng)。1-2 月受春節(jié)和政策因素影響而產(chǎn)銷(xiāo)較低，隨著政策調(diào)整推進(jìn)，上半年的 3-6 月新能源車(chē)逐步實(shí)現(xiàn)恢復(fù)性增長(zhǎng)，6 月沖刺到 3.5 萬(wàn)臺(tái)水平。下半年的 7-8 月新能源車(chē)處于 3 萬(wàn)臺(tái)左右的位穩(wěn)定狀態(tài)，等待進(jìn)一步的增長(zhǎng)動(dòng)力。

 

據(jù)中汽協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，8 月新能源汽車(chē)生產(chǎn) 21303 輛，銷(xiāo)售 18054 輛，同比分別增長(zhǎng) 2.9 倍和 3.5 倍，其中純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別完成 13121 輛和12085 輛，同比增長(zhǎng) 3.8 倍和 6.1 倍，插電式混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別完成 8182 輛和 5969輛，同比分別增長(zhǎng) 2 倍和 1.6 倍。

 

根據(jù)工信部的相關(guān)政策規(guī)定，純電動(dòng)乘用車(chē)補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)在綜合考慮規(guī)模效應(yīng)、技術(shù)進(jìn)步等因素后逐年退坡；此外，在 16 年上半年政府加大查騙補(bǔ)力度之后，考慮對(duì)于政策進(jìn)行調(diào)整和修改。

 

國(guó)家將對(duì)補(bǔ)貼政策進(jìn)行多方面的改善，研究建立動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提升補(bǔ)貼產(chǎn)品的先進(jìn)性水平。

 

政府查騙補(bǔ)的力度增大，有助于規(guī)范行業(yè)發(fā)展，提升企業(yè)自主技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的動(dòng)力；也有助于防止行業(yè)產(chǎn)能過(guò)度擴(kuò)張，完善新能源車(chē)行業(yè)發(fā)展的政策和制度環(huán)境。

 

新能源汽車(chē)行業(yè)目前和未來(lái) 3~5 年仍將處于高速發(fā)展的階段，政策轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整都是使得產(chǎn)業(yè)發(fā)展更加健康完善的必經(jīng)之路。隨著電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的不斷升級(jí)和產(chǎn)業(yè)集中度的不斷提高，未來(lái)行業(yè)仍將經(jīng)歷較快發(fā)展。

 

通過(guò)綜合考慮補(bǔ)貼因素變化、充換電設(shè)施數(shù)量、油電價(jià)差和電動(dòng)產(chǎn)品性能等方面的因素，我們建立如圖表 4 的預(yù)測(cè)：

 

動(dòng)力電池的需求量和報(bào)廢量不僅與新能源車(chē)新增產(chǎn)量密切相關(guān)，還與不同車(chē)型的占比、電池技術(shù)路線的轉(zhuǎn)移趨勢(shì)、不同動(dòng)力電池的使用壽命及不同電動(dòng)車(chē)型的報(bào)廢年限等有關(guān)。目前行業(yè)內(nèi)的平均標(biāo)準(zhǔn)如下，可以作為預(yù)測(cè)動(dòng)力電池需求量和報(bào)廢量的假設(shè)條件：

 

不同動(dòng)力電池的平均質(zhì)量分別為：插電式乘用車(chē) 275kg、插電式商用車(chē) 235kg、純電動(dòng)乘用車(chē) 550kg、純電動(dòng)商用車(chē) 1900kg；

 

根據(jù)公路部門(mén)統(tǒng)計(jì)，轎車(chē)、輕型車(chē)年平均行駛里程為 5 萬(wàn) km、中型車(chē)為 4 萬(wàn) km、重型車(chē)為 3 萬(wàn) km；在同樣的行駛條件下，純電動(dòng)乘用車(chē)動(dòng)力電池的使用壽命約為 4-6 年；而純電動(dòng)商用車(chē)日行駛次數(shù)多、行駛里程長(zhǎng)、充電較為頻繁，其動(dòng)力電池的使用壽命約為 2-3 年。

 

目前我國(guó)私人乘用車(chē)平均報(bào)廢年限在 12-15 年，商用車(chē)強(qiáng)制報(bào)廢年限為 10 年，電動(dòng)汽車(chē)在其壽命周期內(nèi)至少更換 2次動(dòng)力電池，而且由于不確定性因素（意外事故、人為原因等），動(dòng)力電池的壽命周期會(huì)不斷變化。

 

據(jù)我們的測(cè)算，按商用車(chē)（按3 年電池壽命假設(shè)）和乘用車(chē)（5 年）所使用的動(dòng)力鋰電池報(bào)廢量，將在2020年分別達(dá)到27Gwh和4.2Gwh，在2023年分別達(dá)到84Gwh和17.5Gwh

 

根據(jù)測(cè)算，從廢舊動(dòng)力鋰電池中回收鈷、鎳、錳、鋰及鐵和鋁等金屬所創(chuàng)造的市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)在 2018 年開(kāi)始爆發(fā)，達(dá)到 52 億元，2020 年達(dá)到136億元，2023 年將超過(guò)300 億元。

 

這些因?yàn)榘l(fā)展新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)而產(chǎn)生的電池報(bào)廢量如果不得到妥善的處置，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大的污染；此外，廢棄的鋰離子電池具有顯著的資源性，下文我們將分析鋰離子電池回收的技術(shù)可行性和成本經(jīng)濟(jì)性。

 

廢棄動(dòng)力鋰電池具有顯著的資源性，其中鈷和鋰潛在價(jià)值最高

 

組成鋰離子電池的正極、負(fù)極、隔膜、電解質(zhì)等材料中含有大量的有價(jià)金屬。不同動(dòng)力鋰電池正極材料中所含的有價(jià)金屬成分不同，其中潛在價(jià)值最高的金屬包括鈷、鋰、鎳等。例如，三元電池中鋰的平均含量為 1.9%、鎳 12.1%、鈷 2.3%；此外，銅部分、鋁部分等占比也達(dá)到了 13.3%和12.7%，如果能得到合理回收利用，將成為創(chuàng)造收入和降低成本的一個(gè)主要來(lái)源。

 

鈷是一種銀灰色有光澤的金屬，有延展性和鐵磁性。因具有很好的耐高溫、耐腐蝕、磁性性能，鈷被廣泛用于航空航天、機(jī)械制造、電氣電子、化學(xué)、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域，是制造高溫合金、硬質(zhì)合金、陶瓷顏料、催化劑、電池的重要原料之一。

 

鈷資源多伴生于銅鈷礦、鎳鈷礦、砷鈷礦和黃鐵礦礦床中，獨(dú)立鈷礦物極少，陸地資源儲(chǔ)量較少，海底錳結(jié)核是鈷重要的遠(yuǎn)景資源。 再生鈷的回收也是鈷資源的重要來(lái)源之一。據(jù) USGS 數(shù)據(jù)，2015 年全球產(chǎn)出鈷礦 12.38萬(wàn)金屬?lài)崳瑒偣ń穑┊a(chǎn)出鈷礦 6.3 萬(wàn)噸，占比超過(guò) 50%，中國(guó)僅產(chǎn)出鈷金屬 7700 噸，占比 6.2%。

 

鈷礦擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目包括：2016 年剛果（金）的 Etoile Leach SX-EW plant、澳大利亞的 Nova Nickel、美國(guó)的 ldaho Cobalt 和 NorthMet,phase 1 等，合計(jì)新增產(chǎn)能 7235 噸； 2017 年新增項(xiàng)目較少，僅加拿大 NICO 和贊比亞Cobalt converter slag 等，合計(jì)新增產(chǎn)能 2215 噸；2018 年澳大利亞Gladstone Nickel 和剛果（金）Project Minier 的新礦山投產(chǎn)，合計(jì)新增產(chǎn)能 9600 噸。

 

鈷礦減產(chǎn)項(xiàng)目包括：嘉能可的 Katanga 和 Mopani 項(xiàng)目、巴西的Votorantim metais 礦山，預(yù)計(jì)減產(chǎn)金屬量 5200 噸。未來(lái)隨著銅鎳價(jià)的繼續(xù)低迷，不排除其它大型礦企也會(huì)加入減產(chǎn)的陣營(yíng)。

 

由于 2016 年上半年動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)的快速發(fā)展所帶動(dòng)的對(duì)于鈷的需求提振以及各大礦山減產(chǎn)的預(yù)期，鈷價(jià)在 2016 年年中出現(xiàn)了拐點(diǎn) ，預(yù)計(jì)未來(lái)兩年內(nèi)仍將維持供給緊平衡的態(tài)勢(shì) 。從全球市場(chǎng)來(lái)看，鈷的需求 42%集中在鋰電池領(lǐng)域，其次是高溫合金（16%）和硬質(zhì)合金（10%）；從中國(guó)市場(chǎng)來(lái)看，電池材料占比高達(dá) 69%。隨著新能源車(chē)下游需求逐步明確，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池廠商2016 年-2017 年紛紛擴(kuò)大產(chǎn)能，對(duì)于鈷的需求將進(jìn)一步提升。因此從廢舊電池中回收再利用鈷也越來(lái)越具有經(jīng)濟(jì)性。

 

鋰元素作為廣泛用于動(dòng)力鋰電池中的元素，其用途非常廣泛，且目前市場(chǎng)上碳酸鋰的價(jià)格不斷走高， 需求端尤其是新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)的需求擴(kuò)大以及供給端產(chǎn)能釋放的難度共同作用于碳酸鋰的價(jià)格，促使越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始關(guān)注鋰電池回收的經(jīng)濟(jì)效益。
 

鋰資源在自然界中廣泛分布，然而鋰資源的提取工藝行業(yè)壁壘較高，因此供需格局較為穩(wěn)定，近年來(lái)的供應(yīng)端變動(dòng)主要有：銀河資源復(fù)產(chǎn)（Mt Cattlin 礦山）；SQM 成立合營(yíng)公司開(kāi)發(fā) 4 萬(wàn)噸的阿根廷鹽湖Cauchari-Olaroz 項(xiàng)目；ALB 與智利本土企業(yè)加強(qiáng)合作，2020 年有望在智利形成 3 座鋰鹽廠、合計(jì) 7 萬(wàn)噸 LCE 生產(chǎn)規(guī)模。

 

2015 年，鋰電池占全部鋰需求的 50% 以上；根據(jù) SQM 的預(yù)測(cè)，2016 年到 2025 年鋰需求的復(fù)合增速將達(dá)到 8%-12% ，其中動(dòng)力鋰電的鋰需求復(fù)合增速將達(dá)到18%-24% ，根據(jù)該預(yù)測(cè)，2025 年全球鋰需求將達(dá)到 49萬(wàn)噸（折 LCE ）。

 

Tesla Model 3 的揭幕同時(shí)帶來(lái)了對(duì)于高端氫氧化鋰需求的增加。Tesla設(shè)置的目標(biāo)是在 2020 年達(dá)成整車(chē)制造 50 萬(wàn)輛/年、超級(jí)電池廠35Gwh/年的既定產(chǎn)能建設(shè)目標(biāo)，假設(shè)能夠達(dá)成目標(biāo)的 80%、碳酸鋰單耗為 0.6 噸/kwh，則對(duì)應(yīng)鋰需求 1.68 萬(wàn)噸（折 LCE）。該現(xiàn)象級(jí)事件同時(shí)也會(huì)對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到推動(dòng)作用。

 

從三元材料銷(xiāo)量來(lái)看，全球市場(chǎng)三元材料銷(xiāo)量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，由2009 年的 1.2 萬(wàn)噸快速增長(zhǎng)至 2015 年的超過(guò) 9 萬(wàn)噸，年均復(fù)合增速達(dá)到40% 。根據(jù)對(duì)未來(lái)三元材料企業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的分析， 未來(lái)國(guó)內(nèi)三元材料龍頭企業(yè)產(chǎn)能占比仍維持在較高水平，預(yù)計(jì)未來(lái)前十大企業(yè)的產(chǎn)能占比將維持在 80%以上。

 

從三元材料的產(chǎn)能來(lái)看，預(yù)計(jì)2016 年動(dòng)力三元材料產(chǎn)能將超過(guò) 7.1 萬(wàn)噸/年，2016~2018 年的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到 56% 。

 

碳酸鋰作為鹽湖和鋰礦提取的直接產(chǎn)品，是其他鋰產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料， 氫氧化鋰目前則主要用于 NCA 三元材料和高鎳 NCM 三元材料的生產(chǎn)， 需求都隨著三元材料 需求的增長(zhǎng)而增長(zhǎng) 。

 

由于氫氧化鋰穩(wěn)定性高，反應(yīng)過(guò)程中不產(chǎn)生一氧化碳干擾物，有助于增大材料的振實(shí)密度，相比于碳酸鋰更適合作為三元正極材料合成的基礎(chǔ)鋰鹽。

 

氫氧化鋰為富鋰錳基正極材料的合成必須基礎(chǔ)原料。富鋰錳基正極材料 xLi2MnO3•(1-x)LiMO2 具有高比容量(200~300 mAh/g)，能很好地滿足鋰電池在小型電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域的使用要求，是最具潛力的下一代動(dòng)力鋰離子電池正極材料。

 

我國(guó)碳酸鋰主要從鋰輝石中提取，采用硫酸法、石灰石焙燒法等，成本較高約為 2.2-3.2 萬(wàn)元每噸。少數(shù)碳酸鋰來(lái)自鹽湖鹵水提取，針對(duì)我國(guó)鹽湖鎂鋰比較高，鹵水品位差的現(xiàn)狀，采用煅燒法和溶劑萃取法，成本較從礦石中提取低，但依然高于國(guó)外鹽湖提鋰成本，且受制于惡劣生產(chǎn)條件產(chǎn)量十分有限。

 

國(guó)外比如 Albermarle 公司和 SQM 在美國(guó)銀峰鹽湖和智利阿塔卡瑪鹽湖，主要采用蒸發(fā)沉淀法提取碳酸鋰。這種方法成本最低，在 1.2-1.9萬(wàn)元每噸，是目前碳酸鋰生產(chǎn)的主流方法。

 

金屬進(jìn)行回收再利用的節(jié)能率在 70%~90% 之間，如果使用電池回收原材料生產(chǎn)電池，在節(jié)能減排方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。考慮鋰離子電池回收的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，需要站在電池的全生命周期考慮。電池原材料以有色金屬為主，我國(guó)有色金屬工業(yè)的能源消耗水平與國(guó)際先進(jìn)水平存在明顯的差距，能源消耗主要集中在礦山、冶煉和加工三大領(lǐng)域。但有色金屬回收過(guò)程的能源消耗遠(yuǎn)小于原生金屬。

 

廢棄動(dòng)力電池威脅環(huán)境和人類(lèi)健康， 影響社會(huì)可持續(xù)發(fā)展

 

廢舊動(dòng)力電池對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康的潛在威脅 。現(xiàn)有的廢舊電池處理方式主要有固化深埋、存放于廢礦井和資源化回收，但目前我國(guó)電池資源化回收的能力有限，大部分廢舊電池沒(méi)有得到有效的處置，將會(huì)給自然環(huán)境和人類(lèi)健康帶來(lái)潛在的威脅。

 

雖然動(dòng)力電池中不包含汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素，但也會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染。例如其電極材料一旦進(jìn)入到環(huán)境中，電池正極的金屬離子、負(fù)極的碳粉塵、電解質(zhì)中的強(qiáng)堿和重金屬離子，可能造成重環(huán)境污染等，包括提升土壤的 PH 值，處理不當(dāng)則可能產(chǎn)生有毒氣體。

 

此外，動(dòng)力電池中含有的金屬和電解液會(huì)危害人體健康，例如鈷元素可能會(huì)引起人們腸道紊亂、耳聾、心肌缺血等癥狀。

 

動(dòng)力電池回收問(wèn)題影響到了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。電動(dòng)汽車(chē)有應(yīng)對(duì)環(huán)境污染和能源短缺的優(yōu)勢(shì)，如果動(dòng)力電池在其報(bào)廢之后不能得到有效回收，會(huì)造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，有違發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的初衷。對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，動(dòng)力電池的回收蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)，經(jīng)過(guò)回收處理，可以為電池生產(chǎn)商節(jié)約原材料成本。此外，動(dòng)力電池回收還關(guān)系到政府建設(shè)低碳經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好型社會(huì)。

 

 

目前以小作坊回收渠道為主，隨規(guī)模擴(kuò)大必將走向規(guī)范化

 

動(dòng)力電池的生命周期包括生產(chǎn)、使用、報(bào)廢、分解以及再利用。動(dòng)力電池在其報(bào)廢后除了化學(xué)活性下降之外，電池內(nèi)部的化學(xué)成分并沒(méi)有發(fā)生改變，只是其充放電性能不能滿足車(chē)輛的動(dòng)力需求，但是可以運(yùn)用到比汽車(chē)電能要求更低的地方。動(dòng)力電池的梯次利用因此也成為目前業(yè)內(nèi)探討較多的回收利用方式之一，即將用于汽車(chē)的電池在淘汰后利用在儲(chǔ)能或者相關(guān)的供電基站以及路燈、低速電動(dòng)車(chē)身上，最后再進(jìn)入回收體系，但這種商業(yè)模式還面臨著是否能夠盈利的考量，涉及到渠道和技術(shù)的問(wèn)題。

 

如上所述，動(dòng)力鋰電池的回收利用可以分為兩個(gè)循環(huán)過(guò)程：（1 ）梯次利用：主要針對(duì)電池容量降低使得電池?zé)o法使電動(dòng)車(chē)正常運(yùn)行，但是電池本身沒(méi)有報(bào)廢，仍可以在別的途徑繼續(xù)使用，例如用于電力儲(chǔ)能； （2 ）拆解回收：主要針對(duì)電池容量損耗嚴(yán)重，使得電池?zé)o法繼續(xù)使用，只有將電池進(jìn)行資源化處理，回收有利用價(jià)值的再生資源。

 

動(dòng)力鋰電池的回收渠道目前主要以回收小作坊為主，專(zhuān)業(yè)回收公司和政府回收中心較少，體系有待重整。目前我國(guó)動(dòng)力電池回收市場(chǎng)的廢舊動(dòng)力電池大多流入了缺乏資質(zhì)的翻新小作坊，這些公司工藝設(shè)備落后，但如果交由依法注冊(cè)納稅的正規(guī)企業(yè)，取得資質(zhì)并按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)排放，勢(shì)必會(huì)造成價(jià)格上競(jìng)爭(zhēng)力的缺失，因此如何更進(jìn)一步地完善政策來(lái)保障電池回收產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是非常必要的。

 

回收小作坊：回收成本低廉，可以抬高回收價(jià)格，高價(jià)回收是他們最大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。但是這些小作坊在經(jīng)過(guò)回收后，僅對(duì)廢舊動(dòng)力電池進(jìn)行簡(jiǎn)單修復(fù)并重新包裝后就流回市場(chǎng)，擾亂了動(dòng)力電池市場(chǎng)的正常秩序。此外，由于這些小作坊不具備相關(guān)資質(zhì)，容易產(chǎn)生安全隱患及環(huán)保問(wèn)題。

 

專(zhuān)業(yè)回收公司：專(zhuān)業(yè)回收公司是國(guó)家批準(zhǔn)專(zhuān)門(mén)回收處理廢舊動(dòng)力電池的專(zhuān)業(yè)企業(yè)，綜合實(shí)力雄厚、技術(shù)設(shè)備先進(jìn)、工藝規(guī)范，既能最大化回收可用資源，又能夠降低對(duì)環(huán)境的影響。目前，我國(guó)專(zhuān)門(mén)動(dòng)力電池的回收公司包括深圳格林美、邦浦循環(huán)科技、超威集團(tuán)和芳源環(huán)保等。目前來(lái)看雖然進(jìn)行鋰電池回收方面布局的企業(yè)越來(lái)越多，但缺乏政府系統(tǒng)的支持和政策激勵(lì)。

 

政府回收中心：地方各政府依照國(guó)家相關(guān)法律，設(shè)置的國(guó)家回收中心，有利于科學(xué)規(guī)范地管理電池回收市場(chǎng)、完善回收網(wǎng)絡(luò)、合理布局回收網(wǎng)絡(luò)和回收市場(chǎng)，提高正規(guī)渠道的回收量。目前我國(guó)還沒(méi)有動(dòng)力電池的政府回收中心，但未來(lái)可以根據(jù)我國(guó)現(xiàn)實(shí)情況，有選擇進(jìn)行發(fā)展。

 

發(fā)達(dá)國(guó)家電池回收產(chǎn)業(yè)以市場(chǎng)調(diào)節(jié)為主 、政府約束為輔

 

德國(guó)： 政府立法回收，生產(chǎn)者承擔(dān)主要責(zé)任，設(shè)立基金完善回收體系市場(chǎng)化建設(shè)。

 

歐盟廢棄物框架指令（2008/98/EC ）和電池回收指令（2006/66/EC）是德國(guó)電池回收法規(guī)的立法依據(jù)?；厥辗ㄒ?guī)要求電池產(chǎn)業(yè)鏈上的生產(chǎn)商、銷(xiāo)售商、回收商和消費(fèi)者均負(fù)有對(duì)應(yīng)的回收責(zé)任和義務(wù)，比如電池生產(chǎn)商必須在政府登記，承擔(dān)主要回收責(zé)任，銷(xiāo)售商要配合電池生產(chǎn)商的電池回收工作，而終端消費(fèi)者需要將廢舊電池交回指定的回收網(wǎng)絡(luò)。

 

此外，德國(guó)利用基金和押金機(jī)制建立了廢舊電池回收體系，實(shí)現(xiàn)了良好的效果，該回收體系由電池制造商和電子電器制造商協(xié)會(huì)聯(lián)合成立的 GRS 基金負(fù)責(zé)運(yùn)轉(zhuǎn)，是歐洲最大的鋰離子電池回收組織，該組織從 2010 年開(kāi)始回收工業(yè)用電池，未來(lái)也會(huì)將電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池納入該體系回收，積極的開(kāi)展動(dòng)力電池的回收利用工作

 

2015 年，博世集團(tuán)、寶馬和瓦滕福公司就 動(dòng)力電池再利用展開(kāi)合作項(xiàng)目，該項(xiàng)目利用寶馬 ActiveE 和 i3 純電動(dòng)汽車(chē)退役的電池建造2MW/2MWh 的大型光伏電站儲(chǔ)能系統(tǒng)。該儲(chǔ)能系統(tǒng)由瓦滕福公司負(fù)責(zé)運(yùn)行和維護(hù)，項(xiàng)目將建在德國(guó)柏林，預(yù)期將于 2015 年年末投入使用。

 

日本： 生產(chǎn)方式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;循環(huán)再利用”模式，企業(yè)作為先鋒參與到電池回收中。

 

1994 年，日本的電池生產(chǎn)商開(kāi)始實(shí)施回收電池計(jì)劃，在每位參與者都自愿努力的基礎(chǔ)上，利用零售商、汽車(chē)經(jīng)銷(xiāo)商或者加油站的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)向消費(fèi)者回收廢舊電池，回收路線與銷(xiāo)售路線相反。

 

2000 年起， 政府規(guī)定生產(chǎn)商應(yīng)對(duì)鎳氫和鋰電池的回收負(fù)責(zé)，并基于資源回收面向產(chǎn)品的設(shè)計(jì)；電池回收后運(yùn)回電池生產(chǎn)企業(yè)處理，政府給予生產(chǎn)企業(yè)相應(yīng)的補(bǔ)助，提高企業(yè)回收的積極性。

 

此外，日本很多企業(yè)也參與到電池回收活動(dòng)中。日產(chǎn)公司與住友商事合作成立了 4R Energy 公司，致力于電動(dòng)汽車(chē)鋰電池的回收利用；本田公司正在研究提取電池內(nèi)可回收貴金屬的技術(shù)，同時(shí)與其他金屬?gòu)S商合作以推進(jìn)資源的循環(huán)利用；三洋公司研究制定了回收電池的路線，積極開(kāi)展了可充電電池的回收再利用工作。

 

日本主要的通信公司還聯(lián)合成立了鋰電池自主回收促進(jìn)會(huì)，聲明其有責(zé)任推動(dòng)鋰電池的回收利用工作，爭(zhēng)取大幅提高鋰電池的回收率。

 

美國(guó)： 市場(chǎng)調(diào)節(jié)為主，政府通過(guò)制定環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行約束管理，輔助執(zhí)行廢舊動(dòng)力電池的回收。

 

美國(guó)市場(chǎng)上相繼成立了美國(guó)可充電電池回收公司（RBRC ）和 美國(guó)便攜式可充電電池協(xié)會(huì)（PRBA ），不斷向公眾進(jìn)行宣傳教育，提高公眾的環(huán)保意識(shí)，引導(dǎo)公眾配合廢舊電池的回收，從而保護(hù)自然環(huán)境。

 

RBRC 是一個(gè)非盈利性的公共服務(wù)組織，主要是促進(jìn)鎳鉻電池、鎳氫電池、鋰離子電池以及小型密封鉛電池等可充電電池的循環(huán)利用，PRBA是由相關(guān)電池企業(yè)組成的非盈利電池協(xié)會(huì)，其主要目標(biāo)是制定回收計(jì)劃和措施，促進(jìn)工業(yè)用電池的循環(huán)利用。

 

RBRC 提供三個(gè)方案來(lái)收集、運(yùn)送及重新利用廢舊可充電池。包括（1）零售回收方案；（2）社區(qū)回收方案；（3）公司企業(yè)和公共部門(mén)回收方案。

 

便攜式可充電電池協(xié)會(huì)（PBRC）主要涉及了三個(gè)方面內(nèi)容：（1）美國(guó) DOT 關(guān)于鋰離子電池、鋰金屬電池的相關(guān)規(guī)定以及運(yùn)輸途中的相關(guān)規(guī)定；（2）CPSC 對(duì)于筆記本電池、手機(jī)電池的召回；（3）電池主要法律法規(guī)。

 

在學(xué)術(shù)界，加州大學(xué)戴維斯分校的混合電動(dòng)汽車(chē)研究中心在 2010 年也開(kāi)展了動(dòng)力鋰電池的二次利用和價(jià)值分析等方面的研究，研究?jī)?nèi)容包括 4～5 個(gè)電池二次利用領(lǐng)域?qū)﹄姵匦阅艿木唧w要求、用于家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)(HESA)的產(chǎn)品研發(fā)，以及評(píng)價(jià)電池整體價(jià)值(電動(dòng)汽車(chē)和二次利用領(lǐng)域的價(jià)值之和)的方法體系。

 

我國(guó)明確采用生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，隨政策不斷完善，產(chǎn)業(yè)正逐步走向規(guī)范化

 

目前我國(guó)現(xiàn)狀：動(dòng)力電池回收處理技術(shù)發(fā)展較為成熟，但管理相對(duì)落后，阻礙了動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，主要表現(xiàn)在：

 

（1）回收網(wǎng)絡(luò)不健全?；厥站W(wǎng)絡(luò)主要由中小回收公司組成，難以得到有效回收；

 

（2）回收企業(yè)規(guī)模較小，工藝水平不健全，較難保證資源回收效率；

 

（3）存在沒(méi)有經(jīng)營(yíng)許可的企業(yè)非法從事廢舊動(dòng)力電池回收，帶來(lái)安全和環(huán)保隱患。

 

隨著新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量持續(xù)增長(zhǎng)，電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池的回收利用問(wèn)題也會(huì)越來(lái)越突出，國(guó)家和地方政府相繼出臺(tái)政策 ，加快建設(shè)良性產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)程 。

 

2012 年 7 月，《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確提出要“制定動(dòng)力電池回收利用管理辦法，建立動(dòng)力電池梯級(jí)利用和回收管理體系，引導(dǎo)動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)對(duì)廢舊電池的回收利用，鼓勵(lì)發(fā)展專(zhuān)業(yè)化的電池回收利用企業(yè)”。

 

2014 年 7 月，《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加快新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出要研究制定動(dòng)力電池回收利用政策，探索利用基金、押金、強(qiáng)制回收等方式促進(jìn)廢舊動(dòng)力電池回收，建立健全廢舊動(dòng)力電池循環(huán)利用體系。

 

2015 年 3 月 ，《汽車(chē)動(dòng)力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》規(guī)定， 系統(tǒng)企業(yè)應(yīng)會(huì)同汽車(chē)整車(chē)企業(yè)研究制定可操作的廢舊動(dòng)力蓄電池回收處理、再利用的方案。

 

2016 年 1 月工信部、發(fā)改委、環(huán)保部、商務(wù)部、質(zhì)檢總局 5 部委聯(lián)合下發(fā)《電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收利用技術(shù)政策(2015 年版)》明確建立動(dòng)力電池編碼制度，建立可追溯體系。明確采用生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)電動(dòng)汽車(chē)廢舊動(dòng)力蓄電池回收利用的主要責(zé)任，動(dòng)力蓄電池生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)售后服務(wù)體系之外的廢舊動(dòng)力蓄電池回收利用的主要責(zé)任，梯級(jí)利用電池生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)梯級(jí)利用電池回收利用的主要責(zé)任，報(bào)廢汽車(chē)回收拆解企業(yè)應(yīng)負(fù)責(zé)回收?qǐng)?bào)廢汽車(chē)上的動(dòng)力蓄電池。在激勵(lì)措施上，國(guó)家將在現(xiàn)有資金渠道內(nèi)對(duì)梯級(jí)利用企業(yè)和再生利用企業(yè)的技術(shù)研發(fā)、設(shè)備進(jìn)口等方面給予支持。在技術(shù)研發(fā)方面，國(guó)家支持動(dòng)力蓄電池相關(guān)回收利用技術(shù)和裝備的研發(fā)。

 

2016 年 2 月，工信部出臺(tái)《新能源汽車(chē)廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》和《新能源汽車(chē)廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法》，明確廢舊電池回收責(zé)任主體，加強(qiáng)行業(yè)管理與回收監(jiān)管。

 

2016 年2 月，《廢電池污染防治技術(shù)政策》征求意見(jiàn)稿對(duì)外發(fā)布。新政策中與鋰電池有關(guān)的亮點(diǎn)主要有：1）廢電池涵蓋的范圍納入了新興的鋰電池、太陽(yáng)能電池和燃料電池，并且對(duì)電池的資源再生工廠的態(tài)度從審慎保守變?yōu)槌珜?dǎo)和促進(jìn)；2）明確了鋰離子電池再生處理企業(yè)必需具備危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)許可證后方可運(yùn)行，相關(guān)環(huán)保企業(yè)將在資質(zhì)上更加具有優(yōu)勢(shì)；3）鼓勵(lì)研發(fā)鋰原電池、動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池等逆向拆解成套設(shè)備，鋰離子電池的隔膜、金屬產(chǎn)品和電極材料再生處理裝備等新技術(shù)。

 

除國(guó)家政策層面鼓勵(lì)支持外， 我國(guó)不少地方政府也在積極探索動(dòng)力鋰電池的回收再利用的具體實(shí)施方式 ：

 

上海：2014 年上海市發(fā)布《上海市鼓勵(lì)購(gòu)買(mǎi)和使用新能源汽車(chē)暫行辦法》，要求車(chē)企回收動(dòng)力電池，政府給予 1000 元/套的獎(jiǎng)勵(lì)。車(chē)企回收動(dòng)力電池政府將補(bǔ)助 1000 元/套；

 

廣州：2014 年 11 月《廣州市人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)廣州市新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用管理暫行辦法的通知》，提出在本市建立車(chē)用動(dòng)力電池回收渠道，按照相關(guān)要求對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行回收處理。

 

北京：2016 年 1 月 27 日，以“合作創(chuàng)新、共謀發(fā)展”為主題的《汽車(chē)有形市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)論壇》在北京召開(kāi)。北京市科委雙新處處長(zhǎng)許心超在論壇上表示：對(duì)于中央提出的 關(guān)于新能源汽車(chē)不限行、不限購(gòu)、不繳稅的“3 不政策”，北京市均已落實(shí)；與此同時(shí)，北京動(dòng)力電池回收問(wèn)題可通過(guò)“3 個(gè)環(huán)節(jié)”有效解決。（1）車(chē)企是動(dòng)力電池回收的第一責(zé)任主體。（2）退役的動(dòng)力電池還可以梯次利用。（3）技術(shù)的革新使得廢舊電池回收處理后利用率能達(dá)到 99%，且對(duì)環(huán)境無(wú)害。

 

深圳：2015 年深圳發(fā)布《深圳市人民政府關(guān)于印發(fā)深圳市新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用若干政策措施的通知》，內(nèi)容顯示要求制定動(dòng)力電池回收利用政策，由整車(chē)制造企業(yè)負(fù)責(zé)新能源汽車(chē)動(dòng)力電池強(qiáng)制回收，并由整車(chē)制造企業(yè)按照每千瓦時(shí) 20 元專(zhuān)項(xiàng)計(jì)提動(dòng)力電池回收處理資金，地方財(cái)政按照經(jīng)審計(jì)的計(jì)提資金額給予不超過(guò) 50%比例的補(bǔ)貼，建立健全廢舊動(dòng)力電池循環(huán)利用體系。

 

2016 年 9 月，深圳市發(fā)改委聯(lián)合市財(cái)委發(fā)布《深圳市 2016 年新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用財(cái)政支持政策》的通知。在動(dòng)力電池回收方面，“新規(guī)”要求新能源汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)負(fù)責(zé)回收利用，對(duì)按要求計(jì)提了動(dòng)力電池回收處理資金的，按經(jīng)審計(jì)確定的金額 50%對(duì)企業(yè)給予補(bǔ)貼，補(bǔ)貼資金應(yīng)專(zhuān)項(xiàng)用于動(dòng)力電池回收。

 

商業(yè)模式比較 ：構(gòu)建經(jīng)濟(jì)激勵(lì)下的生產(chǎn)者回收體系

 

從歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的電池回收經(jīng)驗(yàn)可以看出，在建立廢舊電池的回收體系時(shí)，動(dòng)力電池生產(chǎn)商承擔(dān)電池回收的主要責(zé)任。當(dāng)動(dòng)力電池配套電動(dòng)車(chē)一起銷(xiāo)售給運(yùn)營(yíng)商、集團(tuán)客戶或者個(gè)人客戶等消費(fèi)者，消費(fèi)者擁有動(dòng)力電池的所有權(quán)，也有義務(wù)交回報(bào)廢的動(dòng)力電池。該模式下的回收網(wǎng)絡(luò)由動(dòng)力電池生產(chǎn)商利用電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)商的銷(xiāo)售服務(wù)網(wǎng)絡(luò)改建，而且電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)商有責(zé)任配合對(duì)其產(chǎn)品中所使用的動(dòng)力電池進(jìn)行回收。

 

生產(chǎn)商在產(chǎn)品全生命周期中最具控制力，占有多種資源，負(fù)責(zé)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)架構(gòu)?？梢哉f(shuō)生產(chǎn)商掌握著產(chǎn)品的全部信息，決定了產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響程度。

 

回收流程為動(dòng)力電池生產(chǎn)商利用電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)商的銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)，以逆向物流的方式回收廢舊電池。消費(fèi)者將報(bào)廢的電池交回附近的電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，依據(jù)電池生產(chǎn)商和電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)商的合作協(xié)議，電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)商以協(xié)議價(jià)格轉(zhuǎn)運(yùn)給電池生產(chǎn)企業(yè)，由其進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化的回收處理，電池生產(chǎn)商可以繼續(xù)利用回收的金屬材料。

 

另外，報(bào)廢汽車(chē)拆解企業(yè)在回收廢棄電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，也需要將拆解的廢舊動(dòng)力電池直接銷(xiāo)售給動(dòng)力電池生產(chǎn)商。

 

在回收形式上，實(shí)施“以舊換新”的制度促使更多的消費(fèi)者交回廢舊電池，保證動(dòng)力電池的回收量。在消費(fèi)者更換新電池時(shí)，舊電池可以抵扣新電池的部分價(jià)格。報(bào)廢汽車(chē)拆解企業(yè)在回收帶有動(dòng)力電池的電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，應(yīng)給予消費(fèi)者一定的現(xiàn)金補(bǔ)償，之后將廢舊動(dòng)力電池銷(xiāo)售給動(dòng)力電池生產(chǎn)商。

 

行業(yè)聯(lián)盟回收動(dòng)力電池模式是指由行業(yè)內(nèi)的動(dòng)力電池生產(chǎn)商、電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)商或電池租賃公司組成，并共同出資設(shè)立專(zhuān)門(mén)的回收組織，負(fù)責(zé)動(dòng)力電池的回收。這種方式可以避免由于電池生產(chǎn)商單個(gè)企業(yè)實(shí)力有限導(dǎo)致的回收電池?cái)?shù)量不夠、資金有限和回收渠道少的問(wèn)題。

 

該模式的主要特點(diǎn)是在行業(yè)內(nèi)成立統(tǒng)一回收組織，影響力強(qiáng)、覆蓋廣泛，獨(dú)立運(yùn)營(yíng)；且回收網(wǎng)絡(luò)龐大，易于消費(fèi)者交回電池?；厥绽盟玫氖找嬗糜诨厥站W(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。

 

第三方回收模式 ：需要獨(dú)自構(gòu)建回收網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)物流體系，負(fù)責(zé)回收委托企業(yè)售后市場(chǎng)生產(chǎn)的廢舊動(dòng)力電池，之后運(yùn)回回收處理中心，進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化的回收處理。在電動(dòng)汽車(chē)最終報(bào)廢進(jìn)入汽車(chē)拆解企業(yè)后，汽車(chē)拆解企業(yè)可以將廢舊動(dòng)力電池銷(xiāo)售給第三方企業(yè)。

 

回收模式的建立，需要投入大量的資金進(jìn)行回收設(shè)備、回收網(wǎng)絡(luò)及人力資源的建設(shè)；成本也是其中的重要影響因素之一。在生產(chǎn)者責(zé)任延伸制的體系下，不同動(dòng)力電池回收模式適用于不同類(lèi)型的企業(yè)。

 

對(duì)于大型動(dòng)力電池生產(chǎn)商，其產(chǎn)品種類(lèi)繁多、產(chǎn)銷(xiāo)量較大，有較強(qiáng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)實(shí)力自己回收電池；對(duì)于中小型企業(yè)，產(chǎn)品種類(lèi)、產(chǎn)銷(xiāo)量都較少，自己回收需要大量的投資，會(huì)影響企業(yè)核心業(yè)務(wù)的發(fā)展，所以可以選擇和其他組織合作回收。

 

比較而言，行業(yè)聯(lián)盟回收成本經(jīng)濟(jì)性最佳，但因?yàn)樾枰袠I(yè)中各企業(yè)協(xié)同合作，目前在法律法規(guī)還沒(méi)有很完善的情況下，可操作性較小。綜合成本方面，動(dòng)力電池生產(chǎn)商直接回收的模式成本較低，而第三方回收模式成本較高。

 

 

鋰離子電池回收技術(shù)概況

 

廢舊鋰離子電池的資源化技術(shù)，是將廢舊鋰離子電池中有價(jià)值的成分，依據(jù)其各自的物理、化學(xué)性質(zhì)，將其分離。一般而言，整個(gè)回收工藝分為 4個(gè)部分：（1）預(yù)處理部分；（2）電極材料修復(fù)；（3）有價(jià)金屬的浸出；（4）化學(xué)純化。

 

在回收過(guò)程中，按照不同的提取工藝分類(lèi)，可將鋰離子電池的回收技術(shù)分為 3 大類(lèi)：（1）干法回收技術(shù)；（2）濕法回收技術(shù)；（3）生物回收技術(shù)。

 

干法回收主要包括機(jī)械分選法和高溫?zé)峤夥ǎɑ蚍Q(chēng)高溫冶金法）。干法回收工藝流程較短，回收的針對(duì)性不強(qiáng)，是實(shí)現(xiàn)金屬分離回收的初步階段。主要是指不通過(guò)溶液等媒介，直接實(shí)現(xiàn)材料或有價(jià)金屬的回收方法，主要是通過(guò)物理分選法和高溫?zé)峤夥ǎ瑢?duì)電池破碎進(jìn)行粗篩分類(lèi)，或高溫分解除去有機(jī)物以便于進(jìn)一步的元素回收。

 

濕法回收技術(shù)工藝比較復(fù)雜，但各有價(jià)金屬的回收率較高 ，是目前主要處理廢舊鎳氫電池和鋰離子電池的技術(shù) 。濕法回收技術(shù)是以各種酸堿性溶液為轉(zhuǎn)移媒介，將金屬離子從電極材料中轉(zhuǎn)移到浸出液中，再通過(guò)離子交換、沉淀、吸附等手段，將金屬離子以鹽、氧化物等形式從溶液中提取出來(lái)。

 

生物回收技術(shù)具有成本低、污染小、可重復(fù)利用的特點(diǎn)，是未來(lái)鋰離子電池回收技術(shù)發(fā)展的理想方向。生物回收技術(shù)主要是利用微生物浸出，將體系的有用組分轉(zhuǎn)化為可溶化合物并選擇性地溶解出來(lái)，得到含有效金屬的溶液，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)組分與雜質(zhì)組分分離，最終回收鋰等有價(jià)金屬。目前，關(guān)于生物回收技術(shù)的研究剛剛起步，之后將逐步解決高效菌種的培養(yǎng)、周期長(zhǎng)的問(wèn)題以及對(duì)于浸出條件的控制問(wèn)題。

 

從回收工藝的次序來(lái)看，第一步：預(yù)處理過(guò)程，其目的是初步分離回收舊鋰離子電池中的有價(jià)部分，高效選擇性地富集電極材料等高附加值部分，以便于后續(xù)回收過(guò)程順利進(jìn)行。預(yù)處理過(guò)程一般結(jié)合了破碎、研磨、篩選和物理分離法。主要的幾種預(yù)處理方法包括：（1）預(yù)放電；（2）機(jī)械分離；（3）熱處理；（4）堿液溶解；（5）溶劑溶解；（6）手工拆解等。

 

第二步：材料分離。預(yù)處理階段富集得到了正極和負(fù)極的混合電極材料，為了從中分離回收 Co 、Li  等有價(jià)金屬，需要對(duì)混合電極材料進(jìn)行選擇性提取。材料分離的過(guò)程也可以按照干法回收、濕法回收和生物回收的分類(lèi)技術(shù)分為：（1）無(wú)機(jī)酸浸出；（2）生物浸出；（3）機(jī)械化學(xué)浸出。

 

第三步：化學(xué)純化。其目的在于對(duì)浸出過(guò)程得到的溶液中的各種高附加值金屬進(jìn)行分離和提純并回收。浸出液中含有 Ni、Co、Mn、Fe、Li、Al 和Cu 等多種元素，其中 Ni、Co、Mn、Li 為主要回收的金屬元素。通過(guò)調(diào)節(jié)pH 將 Al 和 Fe 選擇性沉淀出后，再對(duì)浸出液中的 Ni、Co、Mn 和 Li 等元素進(jìn)行下一步的處理回收。常用的回收方法有化學(xué)沉淀法、鹽析法、離子交換法、萃取法和電沉積法。

 

國(guó)內(nèi)外企業(yè)動(dòng)力電池回收的技術(shù)路線和趨勢(shì) ：濕法工藝和高溫?zé)峤鉃橹髁?/div>