鋰電池回收的必要性

鋰電池在結(jié)束其使用周期以后，需要進(jìn)行回收處理，主要出于對(duì)環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性的考慮。鋰電池里面通常含有較多有害物質(zhì)，Ni、Co、磷化物生態(tài)毒性得分超過1000，被認(rèn)為是高危物質(zhì)。如果廢舊鋰離子電池采取普通的垃圾處理方法(包括填埋、焚燒、堆肥等)，其中的鈷、鎳、鋰、錳等金屬以及無機(jī)、有機(jī)化合物必將對(duì)大氣、水、土壤造成嚴(yán)重的污染，具有極大的危害性。

圖表1：鋰電池中各元素易得程度和毒性

除了環(huán)保方面的考量，電池材料回收具備多重經(jīng)濟(jì)價(jià)值，包括能量?jī)r(jià)值再挖掘和材料再生價(jià)值。以磷酸鐵鋰電池為例，雖然其中不包含鈷、鎳等高價(jià)的稀有金屬，但廢舊電池中的鋰含量達(dá)到1.10%，顯著高于我國開發(fā)利用的鋰礦(鋰礦山中Li2O平均品位為0.8-1.4%，對(duì)應(yīng)到鋰含量?jī)H0.4-0.7%)。我國雖然鋰礦資源豐富，但是因?yàn)榉鶈T遼闊以及開采難度等原因?qū)е庐a(chǎn)出較少，鋰資源供給有限，90%以上的需求都依賴進(jìn)口。

圖表2：鋰電池中主要重金屬含量(單位：%)

總的來說，廢舊鋰電池環(huán)境危害大，但回收價(jià)值高，所含金屬元素多為我國較為稀缺、進(jìn)口依賴較高的金屬資源。同時(shí)對(duì)于企業(yè)來說，廢舊鋰電的回收也蘊(yùn)含著商機(jī)，經(jīng)過有效的回收處理，能夠?yàn)殡姵厣a(chǎn)商約大量的生產(chǎn)成本，具有非常高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

鋰電池回收的政策環(huán)境

在電動(dòng)汽車滲透率逐步提高的時(shí)期內(nèi)，特別是2012-2018年間，國家層面陸續(xù)出臺(tái)諸多電池回收的政策，其主要目的是明確整車廠需作為回收的責(zé)任主體，并聯(lián)合電池廠、再生廠共建回收體系。

總體來看，政府是新能源汽車回收行業(yè)的最大支持者，自2015年以來密集出臺(tái)多種政策扶持行業(yè)健康發(fā)展，地方也相應(yīng)出臺(tái)補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠。

圖表3：鋰電池回收政策匯總

在國家標(biāo)準(zhǔn)方面，消費(fèi)鋰電池的諸多回收體系從2005年已經(jīng)開始建立，動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)在2017年陸續(xù)出臺(tái)，其中包括了余能檢測(cè)、拆解規(guī)范和編碼規(guī)則。

圖表4：鋰電池回收相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

鋰電池回收的潛在市場(chǎng)

1990年索尼公司推出第一款鋰離子電池—鈷酸鋰電池，標(biāo)志著鋰電池正式進(jìn)入市場(chǎng)。因其工作電壓高(3.7V)、能量密度大(175Wh/kg)、壽命長及環(huán)保性佳等優(yōu)點(diǎn)，大量應(yīng)用于消費(fèi)電子類產(chǎn)品，如筆記本電腦、手機(jī)、攝錄影機(jī)、數(shù)字相機(jī)、游戲機(jī)等。

經(jīng)過電子產(chǎn)品多年的高速發(fā)展，我國消費(fèi)類(3C)鋰電池的年產(chǎn)量已經(jīng)超過50Gwh。另一方面，近幾年，隨著鋰電池逐步應(yīng)用于新能源汽車，我國動(dòng)力電池的年產(chǎn)量增速迅速攀升，從2014年的大約4Gwh擴(kuò)張至2017年的4Gwh，三年的時(shí)間呈現(xiàn)十倍的增長。體量已經(jīng)與消費(fèi)類電池相當(dāng)，使得鋰離子電池的增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他電池品種。

根據(jù)中國化學(xué)與物理電源協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2016年電池類別中鋰離子電池實(shí)現(xiàn)42%的高增速，而物聯(lián)網(wǎng)和智能芯片的發(fā)展使得鋰一次電池也有超過10%的增速，其余類別大多(鎳鎘電池、鎳氫電池、鋅錳電池)呈現(xiàn)縮量趨勢(shì)。因此，鋰電池已經(jīng)進(jìn)入加速放量時(shí)期，回收市場(chǎng)未來也將呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢(shì)。

圖表5：各類型電池產(chǎn)量增速(單位：%)

鋰電池作為化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)換的器件，內(nèi)部一直發(fā)生著相對(duì)可逆的化學(xué)反應(yīng)，而負(fù)極與電解液之間的副反應(yīng)則是其循環(huán)壽命的主要限制因素。通常消費(fèi)類電池有類電池有3-6年的生命周期，根據(jù)用電器的功能和更換頻率，一般報(bào)廢周期在5年左右。動(dòng)力鋰電池應(yīng)用于新能源汽車，它的壽命主要由充電頻率決定。運(yùn)營車輛如網(wǎng)約車、出租車、公交車，通常充電頻次為7次/周，而私家車通常在1次/周，總體考慮，動(dòng)力電池的生命周期也在5年左右。以此估算，預(yù)計(jì)到2025年，鋰電池報(bào)廢量將達(dá)到150Gwh，鋰電池回收潛在市場(chǎng)至少在百億級(jí)別，未來發(fā)展前景大好。