在動力電池日益劇增的回收需求面前，今年我國兩會首次將“動力電池回收”話題寫入政府工作報告。同時，發(fā)改委等多部門印發(fā)“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的通知，動力電池回收行動是11個重點(diǎn)工程之一。
隨著汽車智能化、電動化趨勢的持續(xù)發(fā)展，新能源汽車滲透率將持續(xù)提升。2020年，中國新能源汽車的銷量為136.7萬輛，同比增長3.9%，其中純電動汽車銷量111.6萬輛，插電混合銷量25.1萬輛，國內(nèi)新能源汽車銷量有望在2030年達(dá)1500萬輛以上，這期間將帶來大量的動力電池回收梯次利用空間。
一，動力電池梯次利用途徑
資料來源：第一電動網(wǎng)，行行查
二，動力電池回收體系：梯次利用和再生利用
隨著電動汽車數(shù)量的增加，退役的鋰離子動力電池數(shù)量也大幅增加，退役動力電池的回收利用成為了一個極需解決的難題。如果不對已廢棄的鋰電池進(jìn)行回收，會對自然環(huán)境造成嚴(yán)重影響。而將回收后的鋰電池進(jìn)行技術(shù)提取，很多材料可以得到二次利用。動力電池的回收主要分為梯次利用和拆解回收再生利用兩個循環(huán)過程，且動力電池的回收循環(huán)從梯次利用開始。
廢舊動力電池回收流向：
資料來源：行行查
梯次利用屬于輕度報廢，主要針對電池容量降低至80%以下，無法應(yīng)用于新能源汽車上，但電池本身沒有報廢，可以將退役電池，進(jìn)行回收、篩選、再利用于其他領(lǐng)域，典型應(yīng)用是儲能領(lǐng)域，如風(fēng)光儲能、削峰填谷、備用電源、家庭電能調(diào)節(jié)等。進(jìn)行梯次利用可以緩解回收壓力、降低環(huán)境污染、提升經(jīng)濟(jì)效益，并對可再生能源的發(fā)展起到幫助作用。再生利用屬于重度報廢，一般電池容量已損耗嚴(yán)重，無法繼續(xù)使用，只能通過化學(xué)方式提煉電池中鎳、鈷、鋰等貴金屬達(dá)到再造目的。
退役動力電池處理方式：
資料來源：《鋰離子動力電池梯利利用的研究與應(yīng)用進(jìn)展》
三，磷酸鐵鋰電池：梯次利用的主力
目前汽車上使用最多的動力電池為磷酸鐵鋰電池和三元材料電池。梯次利用的電池多為磷酸鐵鋰電池，磷酸鐵鋰電池容量隨循環(huán)次數(shù)的增多呈緩慢衰減趨勢，當(dāng)電池容量衰減到80%后，從汽車上退役下來的磷酸鐵鋰電池仍有較多循環(huán)次數(shù)，有較高梯次利用價值。磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命在3500次以上，部分可達(dá)5000次，同時容量隨循環(huán)次數(shù)增加衰減趨勢較為緩慢。此外磷酸鐵鋰電池不含鈷、鋰、鎳等金屬，資源化價值較低。因此，磷酸鐵鋰電池一般繼續(xù)作為儲能電池繼續(xù)利用，三元電池由于可以提煉出鎳、鈷、鋰等金屬，更適合進(jìn)行資源回收。根據(jù)動力電池4-6年的使用壽命進(jìn)行推測，到2022年前磷酸鐵鋰電池都將是退役電池的主力。
動力電池梯次利用區(qū)段：
資料來源：《動力鋰電池梯次利用進(jìn)展研究》，行行查
四，動力電池梯次利用主要應(yīng)用領(lǐng)域
從應(yīng)用領(lǐng)域看，退役動力電池梯次利用可以作為儲能材料，進(jìn)行谷電峰用，平滑分布式電源功率波動；也可以作為通訊基站的備用電源；或者用在低速電動車、電動摩托車等對電池性能要求相對較低的場景等。退役動力電池在儲能和低速電動車等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。儲能的場景對電池剩余容量的要求不高，儲能系統(tǒng)可使用剩余容量區(qū)間在20%-80%范圍內(nèi)的梯次利用電池，較大利用范圍可提升梯次利用經(jīng)濟(jì)性。
動力電池梯次利用的儲能系統(tǒng)：
資料來源：積成電子
電動汽車動力蓄電池梯級利用電池應(yīng)用于電力系統(tǒng)儲能是可行的，但是由于退役動力蓄電池電芯的性能參數(shù)差異較大，如何確定簡單、合適、可靠并具備一定普適性的分選條件是目前需解決的技術(shù)難題。從應(yīng)用層面整體來看，當(dāng)前由于缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)目前還相對不成熟，在利用過程中仍存在安全問題，不同類型電池回收之后進(jìn)行統(tǒng)一再利用還存在困難期，梯次利用總體還處于示范性應(yīng)用階段。近日，國家能源局印發(fā)《新型儲能項目管理規(guī)范（暫行）》。其中指出，新建動力電池梯次利用儲能項目，必須遵循全生命周期理念，建立電池一致性管理和溯源系統(tǒng)，梯次利 用電池均要取得相應(yīng)資質(zhì)機(jī)構(gòu)出具的安全評估報告。
動力電池梯次利用場景：
資料來源：GGII，BNEF
五，動力電池梯級利用市場格局
全球范圍內(nèi)都在積極開展有關(guān)動力鋰電池梯次利用的研究。德國、美國、日本等國家起步早，已有成功的示范工程和商業(yè)項目。日本4REnergy、夏普、美國特斯拉已先后將梯次電池用于個人或商業(yè)儲能項目。國內(nèi)梯次利用逐漸走向商業(yè)化，近兩年新投運(yùn)的梯次利用儲能項目主要集中在工商業(yè)儲能分時電價套利，地域集中在江蘇，得益于江蘇峰谷價差較大。在江蘇如東投產(chǎn)的1MW/7MWh梯次利用工商業(yè)儲能系統(tǒng)項目是國內(nèi)企業(yè)的首次商業(yè)化運(yùn)營嘗試，由中恒電氣旗下煦達(dá)新能源和中恒普瑞聯(lián)合承建，自投運(yùn)以來產(chǎn)生大約4500元/日峰谷價差收益。
梯級利用技術(shù)壁壘高，需要離散整合技術(shù)、BMS以及壽命預(yù)測技術(shù)，同時還需要建立儲能、低速電池銷售渠道，相對第三方企業(yè)動力電池廠或整車廠的優(yōu)勢明顯。在當(dāng)前動力電池退役潮驅(qū)使下，各大動力電池回收廠商紛紛發(fā)力，加速跑馬圈地。動力電池回收和新能源汽車兩大相關(guān)行業(yè)頭部企業(yè)彼此綁定，布局動力電池回收市場，以尋求快速占有市場把握先機(jī)。在潛力無限的藍(lán)海市場面前，電池回收領(lǐng)域參與者越來越多，主導(dǎo)企業(yè)可分為兩類：第三方的資源回收企業(yè)，以及整車、材料、電池等新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)。
光華科技、天奇股份等第三方回收企業(yè)是這一賽道的先行者。鋰電材料供應(yīng)商正積極參與，工信部公布的第一批電池回收白名單企業(yè)就包括格林美、華友鈷業(yè)與廈門鎢業(yè)，中偉股份和贛鋒鋰業(yè)等企業(yè)也是該領(lǐng)域先行者。寧德時代、比亞迪、國軒高科等電池供應(yīng)商，以及蔚來等整車廠也積極布局。寧德時代早在2015年就收購了邦普循環(huán)，通過回收廢舊電池中的金屬元素來生產(chǎn)三元正極前驅(qū)體。其全資子公司寧德蕉城的經(jīng)營業(yè)務(wù)也包括了電池回收系統(tǒng)。比亞迪在全球設(shè)立了40余家動力電池回收網(wǎng)點(diǎn)；蔚來則與寧德時代、國泰君安等企業(yè)共同投資了電池資產(chǎn)公司“蔚能”，目標(biāo)不只是做回收，而是要做電池的全生命周期管理。
未來隨著電池性能的提升，梯次利用的價值也將越來越大，會有更多的整車廠和電池廠是來投資介入這一塊領(lǐng)域，從而平攤電池全生命的成本。從布局主體上看，資源、材料、電池新能源汽車等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)均在積極開展再生利用布局，第三方的資源回收企業(yè)也有涉入。隨著動力電池報廢高潮的臨近，各企業(yè)投資建廠及資本收購等動作逐漸密集。由于動力電池回收責(zé)任機(jī)制，和電池回收利用的系統(tǒng)性復(fù)雜性，產(chǎn)業(yè)鏈上下游的戰(zhàn)略聯(lián)盟合作是未來的必然趨勢。
動力電池發(fā)展至今，不同廠商電池的一致性較低，動力電池與儲能電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，部分退役電池可能達(dá)不到儲能電池的使用要求，并且電池容量、電壓、內(nèi)阻等在梯級利用時，會在很少的循環(huán)次數(shù)下形成斷崖式下跌，對后期使用維護(hù)造成極大困難，整體來看我國退役動力電池梯次利用仍處在試點(diǎn)階段。
考慮到動力電池生命周期，目前國內(nèi)鋰動力電池的直接報廢體量還未到爆發(fā)期，廢電池來源仍以電池廠的生產(chǎn)廢料及電子消費(fèi)類鋰電池為主。
目前國內(nèi)尚無專業(yè)電池回收網(wǎng)絡(luò)，主要依靠廢舊物品類似方法進(jìn)行粗放式回收鋰電池，造成環(huán)境污染，在生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度政策強(qiáng)調(diào)下電動汽車和動力電池生產(chǎn)企業(yè)將承擔(dān)回收網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)體系化。
來源：樂晴智庫精選
