锂离子动力电池回收利用现状及发展趋势 锂离子动力电池的特点

概述

随着一百多年来汽车行业的快速发展，燃油汽车造成的环境压力日益严峻，严重影响了汽车行业乃至整个社会的可持续性发展，为此，推广新能源汽车势在必行。我国从2010年开始就出台多个政策支持新能源汽车的发展，通过税收减免和财政补贴的方式，国家的新能源汽车产业在极短的时间内就步入了快车道。

中国新能源汽车的销量占据全球市场的半壁江山，证明了人们对新能源汽车有着很高的接受度。目前国家新能源汽车的补贴政策正逐渐退坡，而新能源汽车的售价又普遍偏高，各主机厂家都需要制定对应措施。降低新能源汽车的成本是新能源汽车企业的唯一出路，而动力电池降成本又是其中的关键。目前新能源汽车的动力电池在退役后往往直接报废，但它们仍有着巨大的剩余利用价值，动力电池梯次利用产生价值可间接让新能源汽车的成本大大降低，动力电池梯次利用将成为各新能源汽车生产企业相互竞争的新赛道。

锂电池梯次利用情况

市场分析

为保证新能源汽车的使用性能，一般认为当动力电池的容量衰减到80%时需进行退役处理。动力电池的回收利用被人们广泛热议，将退役电池用于对性能要求相对较低的场景能够继续发挥其不容忽视的经济效益。打通动力电池生产、回收利用的环节，能够降低动力电池的成本，特别是关键金属的回收，有助于稳定原材料的供应及价格，同时避免不规范处理导致的污染问题。如图1所示，按照乘用车动力电池寿命为家用8年和商用5年估算，2022年市场电池总电量将达到32.94GWh，市场规模高达数百亿元。

废旧动力电池具有分布范围大的特点，建立统一、规范的收集体系成为废旧动力蓄电池回收利用最具挑战同时又最为关键的环节之一。国家于2018年颁布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，落实生产者责任延伸制度，规定汽车生产企业承担动力蓄电池回收利用的主体责任，相关企业在动力蓄电池回收利用各环节履行相应责任，保障动力蓄电池的有效利用和环保处置。如表1所示，一般将退役电池分成A、B、C三类。目前退役电池的处理方式主要为分选后进行梯次利用与拆解回收。

梯次利用

动力电池的梯次利用是将退役电池进行检测分类后，将状态较好的整包、模组和电芯重新利用于其他对电池性能要求较低的场景，如储能、备用电源、低速新能源车等。

新型基础设施建设国家战略的提出为梯次利用特别是储能提供了前所未有的舞台，新基建主要立足信息基础设施、融合基础设施以及创新基础设施3个方面，而这3方面都对供电系统提出较高要求。安全高效、低成本的储能技术将会成为新基建的重要组成部分。

动力电池梯次利用有着巨大的潜力，但仍有许多技术难题阻碍其发展。梯次利用具体流程相当复杂，并且在不同场景下有着很大的差异，在分选和再利用时都需要解决安全问题，对筛选和重组技术及管理方法有着很大的考验。

拆解回收

拆解回收是对动力电池进行放电和拆解，提炼原材料，特别是对镍钴锰、铜、铝、锂等电池主要元素的回收，实现电池材料的循环利用降低制造成本。随着资源的不断枯竭，电池金属锂的来源今后将不再开采，而是通过回收来实现循环。三元电池含有的镍、钴金属含量远高于原矿，以最常见的NCM111为例，镍、钴、锰含量分别占12%、3%及5%，而磷酸铁锂电池即使不包含钴、镍等稀有金属，其1.1%的锂含量也显著高于我国开发利用的品位仅为0.4～0.7%的原矿。

可见，不论是三元电池还是磷酸铁锂电池的材料都具有极大利用价值，而且回收电池材料远比重新开采原材料效率高。

处理废旧锂电池的方法有物理法、化学法、生物法三大类，化学法中的湿法冶金由于能耗较低、回收率较高、产品纯度高等特点受到广泛的认可，国内大部分企业采用的就是湿法回收技术。湿法冶金处理废旧电池的主要步骤包含前处理、预处理、酸/碱液浸出、浸出液除杂、分离萃取、元素沉淀，湿法回收工艺核心部分为金属材料的浸取过程，通过使用无机酸或有机酸将金属以离子回收到酸溶液中。

未来与展望

我国相关部门及企业积极开展退役动力电池回收模式探索，体现了利用退役电池、节约不可再生资源、保护环境避免污染的决心和搭建新能源汽车完整生态链的愿景。随着我国退役电池数量的逐年递增，发布的退役电池回收利用的指导性文件越来越多，国家正在完善回收利用体系，新能源汽车生产企业也将后期的电池梯次利用逐步纳入到前期的动力电池开发阶段当中，相信该行业一定能乘着“十四五”的东风摘得累累硕果。

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文章来源：旺材锂电

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