钜大LARGE | 点击量：981次 | 2021年09月20日
动力锂电池回收市场规模与空间
2018年，动力锂离子电池回收市场规模为4.32亿元。随着新能源汽车行业的不断扩大，动力锂离子电池回收市场空间巨大，据估算，若将2020年退役的动力锂离子电池得到充分利用，回收市场将达到80亿～100亿元收入。预计到2025年，动力锂离子电池回收市场规模将达到203.71亿元，其中，磷酸铁锂梯次利用价值将达到25.75亿元，三元锂离子电池回收拆解价值将达到177.96亿元。
梯次利用未来将以基站通信与储能应用为主，从磷酸铁锂与三元电池的属性看，磷酸铁锂更适合梯次利用。假设梯次利用市场均使用磷酸铁锂报废电池，按照70%的退役容量及60%的梯次利用成组率，2019～2025年预计合计可用磷酸铁锂梯次电池容量58GW·h。梯次利用电池回购价格约为新电池的30%，2018年磷酸铁锂离子电池组价格在1.1～1.2元/（W·h），计算梯次利用电池回购价格在0.33～0.36元/（W·h），考虑车企补贴退坡及电池行业产量释放，动力锂离子电池存在降价趋势，梯次利用电池回购价格也有望相应下降。假设回购价格每年下降5%，2019～2020年梯次利用市场空间共计47亿元，到2025年累计市场空间将达到171亿元。
三元电池回收有价金属重要是镍、钴、锰、锂等，质量占比分别为12%、5%、7%、1.2%。根据《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》，湿法冶炼条件下，镍、钴、锰的综合回收率应不低于98%；火法冶炼条件下，镍、稀土的综合回收率应不低于97%。测算湿法回收下，假设金属价格不变，2019～2025年镍、钴、锰、锂等金属回收市场空间约436亿元。
随着近几年钴、镍、锰、锂等材料价格的上涨，在未来电池单体成本中，三元材料电池正极材料占比将呈现急剧上升状态，而废旧动力锂离子电池内含有大量贵重金属，若将有价值金属提取出来应用于电池再制造，将会获得较大收益。本章重要对物理回收工艺、湿法回收工艺及火法回收工艺的市场空间进行分析。
1.物理回收工艺
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
陶志军和贾晓峰通过对北京赛德美动力锂离子电池回收产业的调研，发现动力锂离子电池回收过程中，成本重要集中在原材料回收、电池拆解预处理、废水废弃物处理、人工费用等阶段，表9-9为每吨废旧电池回收处理成本。其中，废旧三元电池平均回收费用为8900元/t，经过梯次利用之后且质量较差的磷酸铁锂离子电池平均回收费用为4000元/t。从调研数据可以看出，回收及拆解每吨三元电池的平均成本为13264元，回收及拆解每吨磷酸铁锂离子电池的平均成本为8364元，动力锂离子电池内富含的大量的有价金属是电池回收重要的收益来源，特别是近年来镍、钴、锰、锂等金属材料价格的上涨对动力锂离子电池拆解回收领域起到了巨大的促进用途。
表9-10为三元材料电池拆解回收效率及收益。每吨三元材料电池经拆解后回收有价值金属和材料的平均收益为16728元。此外，经过调研，对磷酸铁锂离子电池拆解收益情况也进行了分析，磷酸铁锂离子电池拆解回收效率及收益如表9-11所示。拆解每吨磷酸铁锂离子电池回收有价金属和材料的收益约为7703元。从前面分析数据可以看出，采用物理法回收每吨三元材料电池的拆解成本为13264元，通过销售拆解后得到的有价值材料获得的收益为16728元，因此，拆解回收每吨三元电池可盈利3464元；而每吨磷酸铁锂离子电池拆解成本为8364元，收益为7703元，因此拆解回收每吨磷酸铁锂离子电池将亏损661元。
2.湿法回收工艺
湿法回收工艺的成本重要来源于原材料回收成本、废水废弃物处理等方面，表9-12为每吨废旧电池湿法回收工艺处理成本。湿法回收工艺每处理一吨三元电池的平均成本为14815元，每处理一吨磷酸铁锂离子电池的平均成本为9915元。此外，采用湿法回收工艺对电池有价值材料回收的效率较高，因此收益情况也更明显。
表9-13和表9-14为材料电池和磷酸铁锂离子电池湿法回收工艺回收效率及收益。通过以上数据，得到采用湿法回收工艺回收每吨三元电池的平均收益为18073元，回收每吨磷酸铁锂离子电池的平均收益为8220元。因此，采用湿法回收工艺每回收一吨三元电池将盈利3258元，每回收一吨磷酸铁锂离子电池将亏损1695元。
3.火法回收工艺
火法回收工艺要将预处理之后的电极材料在电弧炉内高温处理，且处理过程中会出现大量的废气及废渣，因此，火法回收工艺的成本重要来源于原材料回收、燃料动力及废气废渣处理等方面，表9-15为每吨废旧电池回收工艺处理成本。从调研数据可以看出，火法回收工艺每处理一吨三元电池的平均成本为14390元，每处理一吨磷酸铁锂离子电池的平均成本为9490元。
此外，三元材料电池和磷酸铁锂离子电池火法回收工艺回收效率及收益如表9-16和表9-17所示。从以上数据可以得知采用火法回收工艺回收每吨三元电池的平均收益为17405元，回收每吨磷酸铁锂离子电池的平均收益为7994元。因此，采用火法回收工艺每回收一吨三元电池将盈利3015元，每回收一吨磷酸铁锂离子电池将亏损1496元。
从电池材料回收效率来看，化学回收工艺对材料的回收效率较高，其中湿法回收工艺的回收效率要高于其他两种回收工艺。
此外，目前电池正极材料的成本呈现逐年上涨的趋势，特别是三元材料电池内的钴金属，由于我国产量较少，大部分依赖进口，因此动力锂离子电池对这类材料的需求量增多，势必会造成电池材料成本大幅度上涨。此时，动力锂离子电池回收将出现更大的盈利空间，而湿法回收工艺有关各材料回收效率高，将具有更强的竞争力，呈现出广阔的盈利前景。
通过分析，提高动力锂离子电池拆解回收利润，可通过提高回收电池材料的效率来获取。此外，采用全自动生产线的方法，减轻工人劳动力，也可以减少拆解电池的成本支出。在各地合理地布置电池回收点，将废旧电池集中运输到拆解厂，可以大大减小运输成本，从而提高动力锂离子电池回收的盈利状况。
本文摘编自《锂离子电池回收与资源化技术》一书，由科学出版社出版，是目前国内首个详细阐述锂离子电池回收、再生和再利用的专著。
本书重要作者为：李丽，北京理工大学材料学院教授、博士研究生导师，李老师是这个领域的一位领军专家，经常在行业内的不少论坛和会议上见到她的发言；姚莹，美国佛罗里达大学博士，北京理工大学材料学院副院长、博士研究生导师；郁亚娟，现任北京理工大学材料学院副教授、硕士研究生导师；陈人杰，北京理工大学材料学院教授、博士研究生导师。
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