废旧动力电池回收产业发展现状与建议：绿色、安全、高效处理迫在眉睫

废旧动力电池回收产业发展现状与建议：绿色、安全、高效处理迫在眉睫

我国废旧动力电池回收行业发展现状及建议

李红艳陈炳全

摘要：我国已成为全球最大的新能源汽车生产国和销售国，动力电池装机量也逐年增加。动力电池一般使用寿命为5-8年，未来两年我国将逐步进入动力电池退役高峰期，如何绿色、安全、高效处理废旧动力电池迫在眉睫。本文梳理了废旧动力电池回收在环境保护、原材料资源保障、促进产业链协同等方面的积极作用，深入分析了行业面临的电池流通渠道不畅、智能拆解效率低等关键问题。建议利用2-3年的窗口期，完善政策支持，扶持一批技术先进、规模较大的行业龙头企业，规范市场环境，加强核心技术攻关和回收渠道建设，推动建立全球动力电池资源自由流通的市场机制，构建中国特色绿色、安全、高效的动力电池回收体系。

关键词：动力电池；回收利用；发展现状；建议

1、开展废旧动力电池回收利用的意义

随着新能源汽车产业的快速发展，我国已成为全球最大的新能源汽车生产国和销售国。随着新能源汽车产业的快速发展，动力电池装机量也在逐年增加。据SNE统计，2022年1-11月全球动力电池装机量约258.5GWh，其中中国动力电池装机量达258.5GWh。

动力电池的使用寿命一般为5-8年，当电池容量衰减至80%以下时，就不能有效满足新能源汽车的使用需求。2016年以来，我国新能源汽车产业进入快速发展期，业内预测动力电池很快将迎来退役高峰。中国汽车技术研究中心预计，到2025年，我国退役动力电池总量将达到78万吨左右。如此大量的废旧动力电池若得不到妥善处理，可能造成大量固废填埋、重金属污染、粉尘污染、水污染等多种环境污染问题。

发展废旧动力电池回收产业已成为全球共识。目前废旧动力电池回收主要有梯次利用和回收两种方式。梯次利用是对退役动力电池进行筛选，选出性能更优的电池在PACK或模组中重新用于其他领域。回收是将废旧动力电池拆解、精制后进行资源化加工，回收有价值的再生资源。现阶段对退役动力电池的性能及原始设计考虑不够，导致梯次利用的经济性和安全性有待提升，产业规模有限，下游需求不确定性强。相比之下，回收产业发展迅速，在能源安全、产业链提升等方面具有重大价值。

1.有利于绿色环保

废旧动力电池的正负极、电解液等材料对环境和人体健康构成潜在威胁，相关废物已被列入我国危险废物名录。正极材料中的镍、钴、锰、锂等多种金属元素处理不当，会对水体和土壤造成长期污染；负极材料中的石墨、碳燃烧产生的一氧化碳和固体粉尘会污染空气；电解液主要成分为六氟磷酸锂和碳酸盐，具有很强的腐蚀性；磷元素易造成水体富营养化。具体影响见表1。

表1 废旧动力电池对环境及人体健康的影响

发展废旧动力电池回收利用产业和技术，有利于减少废金属、废电解液等对环境的污染，有助于建立完善绿色、低碳、循环发展的经济体系。

（二）有利于动力电池产业发展的资源保障

我国国内镍、钴、锂等重点资源储量有限，钴、镍资源供应保障严重不足，锂资源受成本、产量因素影响供应紧张。

我国已探明钴储量约8万吨，但可采量仅有4万吨，主要来源于镍资源的伴生矿，缺乏直接产出，主要依赖海外进口和资源回收利用。镍储量398万吨，约占全球的4.39%，也高度依赖海外进口。

锂资源方面，我国锂资源储量居世界第四位，但品位低、开采难度大、位置偏远。近年来，锂电池行业发展迅速，国内锂资源开发不足、成本高，导致供应缺口。这导致我国已成为全球最大的锂资源消费国和进口国，70%以上的锂资源依赖海外进口。

图1 2021年我国镍钴锂资源供需缺口统计

通过高效回收利用，可以有效保障镍、钴、锂、锰等稀缺资源的供应，减少对原料矿资源的需求，有利于保障动力电池行业安全。

（三）有利于上下游产业协同

在新能源汽车产销量持续增长、资源供应相对紧张的背景下，锂金属及其加工品价格大幅上涨。按照2022年12月底价格计算，电池级碳酸锂（纯度99.5%）市场均价约52万元/吨，同比增长约187%，电池级氢氧化锂（纯度56.5%）市场均价约55万元/吨，同比增长256%。电解钴价格较2022年3月最高点略有回落，但仍维持在高位。电解镍价格22万元/吨，对下游电池成本持续施压。如图2所示。

图2 2021年12月至2022年电池级碳酸锂、电池级氢氧化锂、电解钴、电解镍价格走势图

2021年之前，三元锂电池回收利用因为正极材料中富含镍、钴、锰等高价金属而受到行业普遍重视。近两年，受碳酸锂价格持续上行的影响，行业对磷酸铁锂电池回收利用也愈发重视。调查显示，第三方回收公司通过回收电池生产废料，生产出优质的电池原材料，与动力电池生产厂家紧密合作，积极融入动力电池行业供应链。通过回收处理废旧动力电池，加工成电池前驱体，可以有效增加上游原材料供给，缓解供应短缺，降低资源市场价格，促进产业链上下游协同。

2. 发展现状

1.产业技术水平

在回收利用方面。工艺流程分为预处理、化学处理两个阶段，根据化学处理技术不同又分为湿法、烟火法和直接修复再生。我国主流回收技术以湿法为主，湿法具有金属资源回收率高的优势，但存在回收流程长、废水、废弃物排放多等问题。同期国外主要采用烟火法，工艺流程相对简单，国外在烟火处理设备方面优势明显，但该法存在资源回收率低、能耗高、废气处理难等问题。近年来，国内外动力电池回收企业呈现整体破碎+烟火、湿法联合处理的工艺趋势，与此同时，国内回收企业也在逐步向节能降耗、提质增效方向努力。

我国在电池拆解、材料分离与回收利用等关键技术上已实现产业化，建成了规模化产业化基地。在放电预处理技术、拆解实现正负极材料与集流体分离、正极活性物质与铝箔分离、正极材料酸浸/碱浸技术、正极材料再生与火法回收技术等方面开展了研究。在负极材料热处理技术、浸出/磨矿浮选技术、石墨再生技术等关键技术研究上取得了一定成果。我国在产业技术和产业规模上与国外先进技术处于同一水平。邦普回收、格林美等行业龙头通过优化回收工艺，实现了高于行业平均水平的综合回收率，基本可以实现动力电池关键核心原材料的再利用。

在梯次利用方面，新型动力电池初始设计时已充分考虑了梯次利用的应用场景，随着设计、制造水平的不断提升，预计废旧动力电池梯次利用的安全性、经济性将得到大幅提升。

（二）政策法规

2018年7月，《新能源汽车动力蓄电池回收利用追溯管理暂行规定》（以下简称《规定》）出台，提出建立“全国新能源汽车及动力蓄电池回收利用监测追溯一体化管理平台”。这是我国动力电池追溯管理迈出的第一步。《规定》明确了汽车生产企业、电池生产企业、回收拆解企业、梯次利用回收企业等各类市场主体的数据管理责任，覆盖了动力电池的全生命周期。平台的实施取得了显著成效，截至2022年12月底，纳入的新能源汽车保有量已超过1200万辆。平台的建立实现了我国动力电池的数据化管理，为推动动力电池循环经济的建立奠定了良好的基础。

2019年12月，《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件（2019年版）》（以下简称《规范条件》）发布，行业内企业自愿申请，对行业企业在布局选址、技术、工艺、能耗等方面进行综合考核。截至2022年12月底，已发布四批符合条件的企业名单，共计88家企业，其中第四批41家企业，占比47%，这也代表了国家对行业快速发展的认可。详情见表2。

表2 废旧电池综合利用白名单企业数量分析

白名单在规范行业发展的同时，也为行业领先企业提供了信用背书，为地方政府、金融机构提供决策参考，有利于龙头企业的长远发展。

（三）企业主体

经过多年的发展，我国废旧动力电池回收行业涌现出一大批龙头企业，在资源回收率、环保水平等方面取得了一定的成绩，积累了实践经验，并在不断加大研发投入和产能布局，推动企业提质增效，谋划覆盖动力电池产业链上下游的布局，并与企业自身优势有机结合，打造回收体系。如图3所示。

图3 动力电池循环系统

1. 撞击循环

宁德时代新能源科技股份有限公司（简称邦普回收）成立于2005年，一直从事锂资源回收业务。2013年，宁德时代收购邦普回收52.88%的股份，共同打造“电池生产-使用-梯次利用-回收再生资源”产业生态。邦普回收目前已成为国内最大的废旧动力电池综合回收企业之一。据公司公开信息显示，2021年其废旧动力电池回收量占全国的50%，电池原材料出货量占全国的46%。

邦普回收在动力电池回收领域建立了完整的研发体系，对退役动力电池全部件回收技术和设备进行了广泛的研究，成功实现了全自动化拆解设备的产业化应用。湿法回收工艺主要针对三元锂电池，在预处理阶段通过破碎、热解、粉碎、反复筛分、磁选等全自动预处理操作得到细粉，经过一系列化学除杂工艺后生成三元前驱体。再以三元前驱体与碳酸锂为反应物，在富氧环境下按照设定的升温程序烧结，即可得到电池级三元正极材料。在磷酸铁锂方面，采用优先提锂技术，有效提高锂金属的综合回收率。

邦普回收已在湖南长沙建成12万吨/年回收产业基地，2021年邦普回收将投资320亿元在湖北建设30万吨/年回收基地项目，并同步在印尼、福建等地进行产能布局，进一步完善宁德时代在锂电池新能源产业的战略布局，发挥产业协同优势。

2. 创业板

格林美股份有限公司（简称：格林美）成立于2001年，拥有镍氢电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、三元锂电池等多类型电池加工能力，已建成废旧动力电池回收处理能力13万吨/年，产出的超细钴粉、三元动力电池原材料分别占全球市场的40%、15%。旗下动力电池回收公司通过自建回收渠道，与350家电池企业、汽车厂商达成回收协议，年拆解能力20万吨，打造了“动力电池回收-梯级利用-原材料再制造-材料再制造-动力电池再制造”全生命周期回收体系。

格林美采用湿法工艺对热处理后的电芯进行拆解、破碎、分选，经硫酸浸出后提取锰、铜的硫酸盐，采用化学沉淀法分离钴、镍盐。其韩国浦项回收基地已建成投产，并计划在欧洲进行产能布局，2025年将公司三元前驱体出货量提升至40万吨/年。

3. 赣锋锂业

赣锋锂业股份有限公司（简称“赣锋锂业”）成立于2000年，已建成年产3.4万吨废旧锂电池综合回收项目，2021年处理废旧动力电池、极片等2.6万吨。对废旧磷酸铁锂电池精深高值利用、退役三元锂电池材料高值化清洁回收等技术进行了深入研究，并利用热解、固氟技术充分降低回收过程中的污染问题。在磷酸铁锂电池方面，采用湿法工艺，将预处理的电池粉除杂后形成氯化锂溶液，再经过萃取、净化等工序生产出无水氯化锂和电池级碳酸锂。 三元锂电池方面，通过选择净化重塑再生技术，实现生产过程中萃取剂与副产物的高效分离，锂的综合回收率大于90%，镍、钴、锰的回收率大于98%，有效降低三废处理成本。

回收业务是赣锋锂业五大业务板块之一，围绕整车厂上下游进行布局。在整车厂与江西赣锋锂电池科技有限公司签订协议的同时，还与其签订了电池回收协议（简称赣锋回收）。赣锋回收采用加工方式回收退役动力电池，用于回收生产碳酸锂、氢氧化锂等锂盐材料，主要优势在于最终产出为三元前驱体、电池级碳酸锂、氟化锂等产品。相比工业级锂盐产品，电池级碳酸锂和氟化锂利润空间更大，行业壁垒更高，有效提升产品附加值。通过该模式，公司回收板块2018年至2021年累计实现营业收入33亿元，利润7.3亿元，缴纳税金1.5亿元。

4.华友钴业

华友钴业股份有限公司（简称“华友钴业”）旗下两家子公司分别位列第一批、第二批白名单企业，截至2022年底已建成退役动力电池回收加工能力6.5万吨，形成规模化的钴、镍、锂金属综合回收能力。

华友钴业主要开展三元锂电池回收利用业务，并逐步开展磷酸铁锂电池回收业务布局。在三元锂电池回收中，采用硫酸和双氧水溶解钴酸锂浸出渣，通过萃取、反萃取得到硫酸钴、碳酸锂等物质。在磷酸铁锂电池回收中，采用硫酸法提取锂，最终产品也是电池级碳酸锂。

华友钴业在电池放电技术、无害电解液预处理、电池回收加工技术等方面取得一定研发成果，截至2022年底，回收板块已获授权专利约70项。华友钴业与电池企业开展产业合作，以废品换原料、回收电池生产废料、提供电池前驱体，还与整车厂合作，开展退役动力电池梯次利用，承接整车厂回收业务。未来，华友钴业将在梯次利用和回收利用方面同步布局，预计到2025年，钴、镍金属综合加工能力将提升一倍以上，梯次利用能力将大幅提升，形成规模化的磷酸铁锂加工能力。

3. 当前的问题

总体来看，当前废旧动力蓄电池回收行业主要问题集中在流通环节不畅，不能形成有效的资源闭环；通用化、智能化拆解技术有待突破。

（一）消费去向不明晰，市场主体不规范

目前，我国新能源汽车商业模式主要采取动力电池随车销售，其他电池银行、电池换新等商业模式尚处于小规模应用阶段。在随车销售模式下，电池的最终使用权和所有权归消费者所有，消费者可以将废旧动力电池以以旧换新的方式卖给车企，也可以直接报废。

但现实情况是，大量废旧动力电池流入非法渠道，甚至造成新旧动力电池价格出现“倒挂”现象。据了解，按照现行政策，车企承担回收主体责任，电池生产企业和回收企业均有相应责任。但由于近年来上游原材料价格高企，高额利润空间驱使不正规的市场主体以类似“拍卖”的形式收购报废动力电池。加之现行新能源汽车报废制度沿袭传统燃油车制度，尚未建立适用于新能源汽车的报废制度，导致消费者直接报废新能源汽车，收益过低。同时，我国法律法规对消费者的回收责任并未作出明确规定，消费者对废旧动力电池没有任何处置的责任和义务，缺乏有效约束。据市场估计，仅有约三成废旧动力电池进入正规回收渠道。

同时，行业内充斥着缺乏技术能力、生产条件、环保处理能力的小公司。据统计，截至2022年7月，我国废旧动力电池回收企业数量已超过1.5万家，其中注册资本在500万以下的企业占比超过50%。废旧动力电池回收市场格局尚未显现，市场秩序尚未形成，处于早期发展阶段。

2.国内交通运输流通不畅

废旧动力电池运输要求和包装成本较高，不规范运输现象时有发生。在法规标准方面，《危险货物品名表》将废旧动力电池列为第9类危险货物，应采用Ⅱ类包装，对包装强度和成本要求较高。同时，根据《中华人民共和国道路运输条例》和《道路危险货物运输管理条例》，运输单位和运输车辆均需持有相应证照，车况需达到一级标准，车辆驾驶员、装卸管理人员、押运人员需取得相应专业资质。《汽车动力蓄电池回收管理规范第1部分：包装运输》也要求，若电池存在漏液、变形、着火、浸水等危险情况（B类电池），其包装运输也应有专门的防护措施。目前，专业电池运输车辆不仅数量少，而且价格昂贵，在监管不力的情况下，企业缺乏寻求合规承运人的意愿。

此外，废旧动力电池跨省运输手续繁琐、成本较高。根据《危险废物转移管理条例》，跨省转移危险废物需经转移地和接收地两省生态环境主管部门联合审批，经批准后方可进行转移，手续繁琐、成本较高。同时，基于目前行业现状，我国部分省区尚未建立强大的回收基地，无法对本省废旧动力电池进行有效处理。这导致大量废旧动力电池必须加工成粉末后才能运输，进一步降低了生产效率，增加了企业成本。

（三）境外废弃资源无法回收利用

目前，国外对废旧电池出口存在一定的政策壁垒，我国的进口政策也日趋严格。

2017年11月，欧盟委员会通过了《欧洲废物运输新法规提案》，结合《新电池法》的要求，欧盟明确，在接收国允许、能够证明进口后能够无毒化、运输符合相关安全要求的前提下，废旧电池可以运出欧盟。

目前，大多数国家都遵守《巴塞尔公约》，允许废旧电池出口到有加工能力的国家。日本作为OECD（经济合作与发展组织）成员国和《巴塞尔公约》签约国，遵守《巴塞尔公约》，不允许向没有加工能力的国家（尤其是发展中国家）出口废物（包括废旧电池）。

美国于1992年签署了《巴塞尔公约》，但尚未批准。美国目前遵守OECD理事会《控制废物越境转移决议》（OECD C(2001)107 on the of the of the on of of Waste for ）的要求，原则上不允许跨境运输包括报废电池在内的危险废物。

相比之下，近年来，我国对于废旧电池的进口政策愈发严格，逐步收紧所有固体废物的进口，如表3所示。

表3 国内废旧动力电池进口政策

（四）通用化、智能化拆解技术有待突破

废旧动力电池回收利用大致分为回收利用、预处理、活性物质再生、电池活性物质再利用四个阶段。其中通用化、智能化拆解技术是预处理阶段的关键技术之一。废旧动力电池型号、规格、形状各异，安全化、自动化拆解技术是行业面临的主要挑战。目前行业内破碎设备大多由矿用破碎机改造而成，存在破碎精度差、破碎后粒度一致性差等问题，缺乏专用破碎设备；另外选择性除杂技术也有待提高。在回收利用设备方面，尚未实现标准化规模化生产，采购成本较高。

四、建议措施

（一）技术方面

围绕通用和智能的拆卸技术进行系统研究检查技术和废物电池的标准化研究，尤其是高空下降仿真，热冲击，振动，冲击，外部短路，重对象影响以及其他涉及运输过程中涉及的检测和测试技术和标准，有效地降低了安全包装技术，安全盒技术，安全盒技术以及运输技术的成本和工业化难度。

（ii）行业

扩大电池回收的试点项目的规模，并加强成熟的经验的促进，以扩大生产规模，增强回收和销售渠道的构建，不断提高工业技术，并提高所有组件的回收效率。并鼓励白人上市的企业加强回收渠道的布局。保留公司，电池制造商和汽车制造商，以建立健康，有序的电池回收行业生态学，并促进电力电池行业的大型国内周期的实现。

（iii）政策

建立适用于新能量车辆的刮擦机制，优化新的能量车辆的刮擦过程，分别处理废物电池，并根据贵金属的市场价格建立动态调整机制，以使浪费电池的报废价格严格实施生产者的恢复责任系统，以供零件进行损害。 ，全面发挥可追溯性平台的监视作用，全面涵盖电池的整个循环链接，并及时优化批准机制。

4.国际合作

加强浪费电池回收领域的交流和合作，并有序地促进合格的电池回收企业，以扩大其海外的生产能力，进一步扩展工业链，并形成区域资源回收系统，以全球范围的启动机构赢得了整体的机制，并建立了全球范围的机制。 。

五、结论

总的来说，根据5 - 8年的报废预测，预计国内废物电池将在接下来的两年中迎来高峰报废期。固定能力，促进全球电池资源无流通市场机制的建立，并建立具有中国特征的绿色，安全有效的电池回收系统，这已成为当前的关键任务。

研究小组成员：李·洪曼（Li ），陈·宾夸（Chen ）

Yu Li Ma Sun

参考

[1] 材料科学实验室，关于退休电力锂电池的回收的蓝色书籍[R]。