【動力電池 | 動力電池回收市場規模分析】

摘要：三元電池中的正極材料鎳、鈷、錳等貴金屬在我國礦產資源中十分稀少且主要依賴進口，隨著動力電池市場的迅速增長，鋰電企業對鎳、鈷、錳等貴金屬的需求不斷增加，原材料價格和進口比例也在節節攀升。面對如此龐大市場需求，無論是技術團隊還是鋰電企業都發覺了產業風向，紛紛瞄準鎳、鈷、錳等金屬的回收市場，在技術和資金的大力推動下也造就了一片新藍海。

目前，新能源汽車已經成為一個高速發展的產業，市場規模逐漸擴大，技術路線逐漸完善，同時作為其動力來源的動力電池也完成了由探索期向成熟期的過渡。當前新能源汽車動力電池主要分為磷酸鐵鋰電池和三元電池兩大類別，其中磷酸鐵鋰電池因其穩定性和廉價性占據了半壁江山，而三元材料電池具有高能量密度、充電速度更快、耐溫性較好等特點也備受市場的青睞。

三元材料電池行業高速發展 市場占有率進一步提升

三元電池全稱是“三元材料電池”，一般是指采用鎳鈷錳酸鋰（Li（NiCoMn）O2，NCM）或鎳鈷鋁酸鋰（NCA）為正極的鋰電池，把鈷鹽、鎳鹽、錳鹽按照不同比例進行調整以達到所需要的性能。一般三元材料電池的標稱電壓可達到3.6-3.8V，其能量密度較高、振實密度高、輸出功率較大、電壓平臺高、續航里程長，但其高溫穩定性差不適合高寒地區，同時其造價較高也相應的拉動了新能源汽車的制造成本。

圖1 2014－2018年中國不同類型正極材料產量及預測（萬噸）
（數據來源：起點研究）

圖2 2014－2018年中國三元材料市場規模及預測
（數據來源：起點研究）

受動力鋰電池市場快速發展的影響，三元材料也呈現高速發展的勢頭，且基于需求端對于新能源汽車提出的更高要求，高鎳三元材料及新型高電壓正極材料也越發受到電池廠家的重視。據行業機構統計數據顯示，2017年，我國鋰電三元材料產量8.6萬噸，同比增長59%；產值175億元，同比增長超過119%，未來也將處于持續的增長中。

三元材料市場的快速增長，也帶動了原材料價格的急速上升，未來隨著新能源汽車市場規模的不斷擴大，三元鋰電池的市場占有率將會進一步提升，這也必將拉動鎳鈷錳等相關金屬原材料需求的快速增長，鎳、鈷、錳等貴金屬價格有望維持高位，三元鋰電池回收市場的經濟效益也得以凸顯。

電池回收市場將進入百億藍海 鎳鈷錳回收市場經濟效益顯著

公開數據顯示，2017年，我國新能源汽車全年總銷量為77.7萬輛，成功實現汽車產業的“彎道超車”，同時我國新能源汽車市場后勁依然強勁，2018年上半年我國新能源汽車產銷分別完成41.3萬輛和41.2萬輛，同比增長94.9%和111.5%，這也使我國成為名副其實的新能源汽車第一大國。

新能源汽車市場的爆發性增長也催生了回收行業的新藍海，據工信部數據顯示，截至2017年底累計裝配動力蓄電池約86.9GWh，預計2020年新能源汽車銷量達200萬輛，且純電動車占比達56%。按照新能源商用車動力電池使用年限2-3年，乘用車使用年限5-6年計算，預計我國動力電池回收利用市場在2020年將達到107億元左右，其中再生利用市場約43億元，梯級利用市場約64億元。

動力電池回收的主要產品為電池的正極、負極、隔膜及電解質中大量貴金屬。在三元電池中主要為鈷、鋰、鎳、錳等，其價值最高利潤最大。以三元523電池為例，每噸三元電池鎳、鈷、錳、鋰含量約為96千克、48千克、32千克、19千克，據生意社統計，近期鈷報價45萬元/噸，金屬鎳報價10萬元/噸，金屬錳1.7萬元/噸，碳酸鐵鋰也處于在7.7萬元/噸的高位，由此來看動力電池中重金屬的回收將會帶來一筆可觀收益。

伴隨高能量密度的三元電池需求量持續增加，下游市場對鎳、鈷、錳、鋰等原材料的需求亦將更加緊俏。所以通過對廢舊鋰電池進行回收，將鎳、鈷、錳、鋰等貴金屬進行提取進行循環再利用，是規避上游原材料稀缺和價格波動風險的有效途徑，不光有利于資源可持續發展，其帶來的經濟效益也十分顯著。

國內與國外回收企業對比 起步較晚但發展勢頭強勁

在電池回收企業方面，美國的Umicore、加拿大的Toxco、德國的Batrec Industrie AG、日本東芝TERUME均可以規模化回收動力電池，其中Toxco公司回收性能較能全面，能處理不同型號、不同化學性質的鋰電池。相較于國外企業，國內起步較晚，但是發展勢頭強勁，目前我國僅有不到50家電池回收企業，其能達到相應技術標準和產業規模的更是鳳毛麟角。在為數不多的企業中格林美、贛州豪鵬和邦普三家公司形成三足鼎立的局勢，合計占有90%電池回收市場。

圖3 全球鋰電回收工業技術對比

在回收工藝上，我國和國外的技術手段也存在較大差異。Inmetco公司主要采用干法工藝在電弧爐內高溫處理，Toxco公司主要采用濕法工藝先將廢鋰離子電池在-198℃液氮中低溫粉碎回收，德國則普遍采用濕法與干法結合的工藝，通過“預處理-真空熱處理-機械處理-造塊-火法-濕法”的工藝流程在不同處理階段回收得到材料，而國內企業格林美、邦普等普遍以濕法工藝為主結合干法工藝輔助進行回收。

此外，我國電池回收企業針對行業痛點，提出了退役電池篩選檢測的健康指數評估，在動力電池的設計生產、拆卸、包裝運輸、存儲、余能檢測、拆解、梯級利用、再生利用的階段制定相應標準體系，為動力電池回收的規?；⑹袌龌?、標準化指明了方向。

技術團隊不斷探索 三元材料鎳鈷錳回收率可達99%以上

目前，我國三元材料電池回收工藝主要采用干法、濕法和生物回收，其中濕法為目前的主要工藝，其回收率高且能夠對貴金屬進行定向回收；干法一般作為濕法的配套工藝，主要用于金屬的初步處理；而生物回收尚處于初級階段，技術發展仍不成熟，暫未進行商業化使用。

針對三元材料的回收工藝，我國技術團隊都在不斷探索力，求發掘更為先進的方法在技術層面追趕國外企業。蘭州大學的王大輝教授對傳統濕法冶金工藝進行改進，采用“低溫焙燒-水溶解-再制造”的短流程技術簡化了濕法工藝路線，降低了能耗，硫酸用量減少降低了酸污染，可以節約成本5000元/噸。

北京工業大學的席曉麗教授引進半自動化的拆解回收工藝，通過“拆解-焙燒-破碎-振動篩（正負極）”實現材料回收，過程中采用酸性浸出“配合-沉淀”法得到鐵、錳、銅金屬，采用電沉積法和吸附法實現鎳、鋰回收，鈷回收先用草酸進行沉淀，再進行結構修復可得到性能可比擬原礦產品的再生產品；席老師研究的三元正極材料鎳鈷錳等有價金屬的浸出率達到99%以上，對鎳鈷正極材料酸浸除雜后共沉淀得到前驅體，再煅燒可得再生正極材料。

中南大學的葉紅齊教授也研發出一種高錳鎳鈷廢料分離回收新工藝，不光適用于三元電池材料鎳鈷錳的回收，還適用于PTA催化劑廢料、人造金剛石催化劑廢料、苯乙酸催化劑廢料、高錳鎳鈷礦、錳鈷渣等。該方法在保證鎳和鈷回收率的同時有效地分離回收錳，使錳和鈷得到有效地回收利用。同時該方法具有處理費用低、操作簡單、全濕法流程工藝流程短、對設備無特殊要求、物料可以循環利用、工藝環境友好等特點。針對這一項目葉紅齊教授也期待與行業內的專家和企業進行交流合作，共同促進項目的落實和推廣。

結語

在新能源汽車及動力電池行業高速發展的帶動下，預計我國2020年電池回收市場規模將達百億元，而技術的突破和工藝的創新也促進電池回收行業向自動化、高效化轉變，在新技術的加持下三元電池鎳鈷錳回收率可達99%以上，鋰資源回收率達60%以上。同時鎳、鈷、錳等貴金屬回收行業的進步，也將推動我國資源可持續發展戰略的實施，為新能源汽車及鋰電行業的前行再添助力。