2018 年，動力電池回收市場規(guī)模為4.32 億元。隨著新能源汽車行業(yè)的不斷擴大，動力電池回收市場空間巨大，據(jù)估算，若將2020 年退役的動力電池得到充分利用，回收市場將達到80 億～100 億元收入。預計到2025 年，動力電池回收市場規(guī)模將達到203.71 億元，其中，磷酸鐵鋰梯次利用價值將達到25.75 億元，三元鋰電池回收拆解價值將達到177.96 億元。
梯次利用未來將以基站通信與儲能應用為主，從磷酸鐵鋰與三元電池的屬性看，磷酸鐵鋰更適合梯次利用。假設梯次利用市場均使用磷酸鐵鋰報廢電池，按照70%的退役容量及60%的梯次利用成組率，2019～2025 年預計合計可用磷酸鐵鋰梯次電池容量58 GW·h。梯次利用電池回購價格約為新電池的30%，2018 年磷酸鐵鋰電池組價格在1.1～1.2 元/（W·h），計算梯次利用電池回購價格在0.33～0.36 元/（W·h），考慮車企補貼退坡及電池行業(yè)產(chǎn)能釋放，動力電池存在降價趨勢，梯次利用電池回購價格也有望相應下降。假設回購價格每年下降5%，2019～2020 年梯次利用市場空間共計47 億元，到2025年累計市場空間將達到171 億元。
三元電池回收有價金屬主要是鎳、鈷、錳、鋰等，質(zhì)量占比分別為12%、5%、7%、1.2%。根據(jù)《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》，濕法冶煉條件下，鎳、鈷、錳的綜合回收率應不低于98%；火法冶煉條件下，鎳、稀土的綜合回收率應不低于97%。測算濕法回收下，假設金屬價格不變，2019～2025年鎳、鈷、錳、鋰等金屬回收市場空間約436 億元。
隨著近幾年鈷、鎳、錳、鋰等材料價格的上漲，在未來電池單體成本中，三元材料電池正極材料占比將呈現(xiàn)急劇上升狀態(tài)，而廢舊動力電池內(nèi)含有大量貴重金屬，若將有價值金屬提取出來應用于電池再制造，將會獲得較大收益。本章主要對物理回收工藝、濕法回收工藝及火法回收工藝的市場空間進行分析。
1. 物理回收工藝
陶志軍和賈曉峰通過對北京賽德美動力電池回收產(chǎn)業(yè)的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)動力電池回收過程中，成本主要集中在原材料回收、電池拆解預處理、廢水廢棄物處理、人工費用等階段，表9-9 為每噸廢舊電池回收處理成本。其中，廢舊三元電池平均回收費用為8900 元/t，經(jīng)過梯次利用之后且質(zhì)量較差的磷酸鐵鋰電池平均回收費用為4000 元/t。從調(diào)研數(shù)據(jù)可以看出，回收及拆解每噸三元電池的平均成本為13264 元，回收及拆解每噸磷酸鐵鋰電池的平均成本為8364 元，動力電池內(nèi)富含的大量的有價金屬是電池回收主要的收益來源，特別是近年來鎳、鈷、錳、鋰等金屬材料價格的上漲對動力電池拆解回收領域起到了巨大的促進作用。
表9-10 為三元材料電池拆解回收效率及收益。每噸三元材料電池經(jīng)拆解后回收有價值金屬和材料的平均收益為16728 元。此外，經(jīng)過調(diào)研，對磷酸鐵鋰電池拆解收益情況也進行了分析，磷酸鐵鋰電池拆解回收效率及收益如表9-11 所示。拆解每噸磷酸鐵鋰電池回收有價金屬和材料的收益約為7703 元。從前面分析數(shù)據(jù)可以看出，采用物理法回收每噸三元材料電池的拆解成本為13264 元，通過銷售拆解后得到的有價值材料獲得的收益為16728 元，因此，拆解回收每噸三元電池可盈利3464元；而每噸磷酸鐵鋰電池拆解成本為8364 元，收益為7703 元，因此拆解回收每噸磷酸鐵鋰電池將虧損661 元。
2. 濕法回收工藝
濕法回收工藝的成本主要來源于原材料回收成本、廢水廢棄物處理等方面，表9-12 為每噸廢舊電池濕法回收工藝處理成本。濕法回收工藝每處理一噸三元電池的平均成本為14815 元，每處理一噸磷酸鐵鋰電池的平均成本為9915 元。此外，采用濕法回收工藝對電池有價值材料回收的效率較高，因此收益情況也更明顯。
表9-13 和表9-14 為材料電池和磷酸鐵鋰電池濕法回收工藝回收效率及收益。通過以上數(shù)據(jù)，得到采用濕法回收工藝回收每噸三元電池的平均收益為18073 元，回收每噸磷酸鐵鋰電池的平均收益為8220 元。因此，采用濕法回收工藝每回收一噸三元電池將盈利3258 元，每回收一噸磷酸鐵鋰電池將虧損1695 元。
3. 火法回收工藝
火法回收工藝需要將預處理之后的電極材料在電弧爐內(nèi)高溫處理，且處理過程中會產(chǎn)生大量的廢氣及廢渣，因此，火法回收工藝的成本主要來源于原材料回收、燃料動力及廢氣廢渣處理等方面，表9-15 為每噸廢舊電池回收工藝處理成本。從調(diào)研數(shù)據(jù)可以看出，火法回收工藝每處理一噸三元電池的平均成本為14390 元，每處理一噸磷酸鐵鋰電池的平均成本為9490 元。
此外，三元材料電池和磷酸鐵鋰電池火法回收工藝回收效率及收益如表9-16 和表9-17 所示。從以上數(shù)據(jù)可以得知采用火法回收工藝回收每噸三元電池的平均收益為17405 元，回收每噸磷酸鐵鋰電池的平均收益為7994 元。因此，采用火法回收工藝每回收一噸三元電池將盈利3015 元，每回收一噸磷酸鐵鋰電池將虧損1496 元。
從電池材料回收效率來看，化學回收工藝對材料的回收效率較高，其中濕法回收工藝的回收效率要高于其他兩種回收工藝。
此外，目前電池正極材料的成本呈現(xiàn)逐年上漲的趨勢，特別是三元材料電池內(nèi)的鈷金屬，由于我國產(chǎn)量較少，大部分依賴進口，因此動力電池對這類材料的需求量增多，勢必會造成電池材料成本大幅度上漲。此時，動力電池回收將產(chǎn)生更大的盈利空間，而濕法回收工藝對于各材料回收效率高，將具有更強的競爭力，呈現(xiàn)出廣闊的盈利前景。
通過分析，提高動力電池拆解回收利潤，可通過提高回收電池材料的效率來獲取。此外，采用全自動生產(chǎn)線的方法，減輕工人勞動力，也可以減少拆解電池的成本支出。在各地合理地布置電池回收點，將廢舊電池集中運輸?shù)讲鸾夤S，可以大大減小運輸成本，從而提高動力電池回收的盈利狀況。
本文摘編自《鋰離子電池回收與資源化技術》 一書，由科學出版社出版，是目前國內(nèi)首個詳細闡述鋰離子電池回收、再生和再利用的專著。
本書主要作者為：李麗，北京理工大學材料學院教授、博士研究生導師，李老師是這個領域的一位領軍專家，經(jīng)常在行業(yè)內(nèi)的不少論壇和會議上見到她的發(fā)言；姚瑩，美國佛羅里達大學博士，北京理工大學材料學院副院長、博士研究生導師；郁亞娟，現(xiàn)任北京理工大學材料學院副教授、碩士研究生導師；陳人杰，北京理工大學材料學院教授、博士研究生導師。
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