第一節中國動力電池回收行業發展狀況分析
一、中國動力電池回收行業發展現狀
新能源汽車現在雖未進入大規模報廢階段，不過近兩年其數量的極速上升將必然導致其動力電池回收問題成為行業關注的焦點。2015 年中國新能源車電池累計報廢量約在1.5萬噸，到 2020 年前後，中國僅純電動乘用車和混合動力乘用車的動力電池累計報廢量就將會達到 12~17 萬噸的規模。
隨著北京 2 000 輛新能源車動力電池已過五年質保期，以及北京新能源車保有量已接近 15 萬輛，國家回收標準的出臺已經如箭在弦上。新能源汽車動力電池的回收與再利用已成為一個不可忽視的問題。再以深圳為例，沃特瑪公司生產新能源車動力電池時間較早，由於新能源車動力電池的質保年限為五年，目前深圳全市已有 2 000 輛配備沃特瑪動力電池的新能源車出保。幾年之後，隨著新能源車銷量的快速提升，企業將面臨大規模動力電池回收的難題。
國內各電池生產企業以及新能源整車企業對於超過質保期的動力電池回收後的利用都沒有統一方案。據介紹，沃特瑪目前將該公司回收的出保動力電池進行安全檢測後形成一個蓄電站，保障白天工廠所需電力。由於公司所在地的電費是白天 1 元 /度，晚上 0.2 元 /度，所以透過由出保電池組成的蓄電站“晚上充電、白天放電”，可以為公司節省一部分開支，也實現了出保動力電池的迴圈使用。
從政策層面看，感覺是政府在以一己之力推動車企回收電池，車企不主動的根本原因在回收電池賺不到錢，如果能最佳化鋰電池組回收和再利用的工藝難題，使之商業價值能大於成本，那麼此現象將出現逆轉。
從技術層面看，回收電池的技術路線相當複雜，比如在對廢鋰電池的處理上，首先要對其進行預處理，包括放電、拆解、粉碎、分選;拆解之後的塑膠以及鐵外殼可以回收;然後再對電極材料進行鹼浸出、酸浸出，多種程式之後然後再進行萃取。這套複雜的程式使得很多回收企業都望而卻步。
目前中國動力電池研究主要還是集中在提高其安全效能及使用壽命方面，而對於回收利用環節是相當少的，甚至是嚴重脫節的。在當前的國內新能源車動力電池回收領域，普遍透過消費類電子產品的氫鎳、鎘鎳、鋰電池的回收處理方法，提取其中有價值的金屬，這種形式在新能源車保有輛少的情況下勉強能解決動力電池回收問題。隨著電動車需求全面攀升，到 2017 年鋰電池將會供不應求。作為動力電池的鋰離子電池含有汞、鎘、鉛等大量重金屬元素，而其正負極材料、電解質溶液等物質對環境也有相當大的影響，每年幾萬噸數量的廢舊電池將來的處理任務無疑是艱鉅的，因此，業內專家呼籲要儘快研究動力電池回收以及再利用的問題，同時還要成立專門的回收機構。
二、中國動力電池回收行業發展特點
1、先梯級利用，後再生利用
車用動力電池報廢后如不進行必要的處理，會造成環境汙染和資源浪費。中國車用動力電池絕大多數為鋰離子電池，其中雖然不含汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素，但如果處理不當仍會對環境造成極大汙染。
比如廢舊鋰離子電池的電極材料進入環境中，可與其他物質發生化學反應，造成重金屬汙染、鹼汙染和粉塵汙染;電解質進入環境中，經過化學反應，可能造成氟汙染和砷汙染。
有研究顯示，回收鋰離子電池可節約51.3%的自然資源，包括減少45.3%的礦石消耗和57.2%的化石能源消耗。鋰離子電池材料中，包含很多有價值的材料。以一種三元材料電池為例，其中含鎳12%、鈷 5%、錳 7%、鋰 1.2%，如果透過回收工藝，將有價值材料再利用，會達到節約資源的目的。
2、生產企業承擔回收利用的主體責任
廢舊動力蓄電池應該進行梯級利用後再生利用。梯級利用企業對符合要求的廢舊動力蓄電池進行分類重組利用，按照國家統一編碼標準對梯級利用電池進行編碼和加貼標識。梯級利用企業生產梯級利用產品過程中產生的廢舊動力蓄電池，應移交至再生利用企業。
3、提高電池全生命週期使用價值
對電池剩餘使用價值的浪費。動力電池報廢后，除了化學活性下降外，電池內部的化學成分並沒有改變，剩餘能量完全可以繼續滿足家庭儲能、分散式發電、微網、移動電源、後備電源、應急電源等中小型儲能裝置、大型商業儲能和電網儲能市場的使用。因此，如果廢舊動力電池梯次利用技術提高、經濟成本下降，在梯次利用領域，動力電池的全生命週期使用價值將會得到充分利用。
4、結構複雜、資料缺乏和成本偏高
首先，退役電池複雜性高，拆解不便。比如，電池有方型、圓柱形不同型別，其疊片、繞組形式也不同。這些複雜性導致電池回收再利用或者拆解時極為不便。如果進行自動化拆解，對生產線的柔性配置要求比較高，從而導致處置成本過高。因此，在目前自動化水平不高的情況下，多數工序是人工完成的。
工人的技能水平可能會影響著電池回收過程中的成品率，同時手工拆解過程中，電池短路、漏液可能導致起火或者爆炸，對人身和財產有潛在安全隱患。
此外，退役電池的再利用必須經過品質檢測，包括安全性評估、迴圈壽命測試等。但是如果動力電池在服役期間沒有完整的資料記錄，再利用過程進行電池壽命預測時，準確度可能會下降，電池的一致性無法保障。張成斌補充說，如果一些存在問題的電池在篩選過程中沒有被檢驗出來，而再次被使用，會增加整個電池系統的安全風險。
動力電池應採用標準通用性和易拆解的結構，並對電池使用國家統一編碼，以利於後期的回收管理。
三、中國動力電池回收行業發展驅動因素
一、環保角度：動力電池含大量重金屬化合物，嚴重威脅環境
廢舊動力電池含大量重金屬和有機物，嚴重威脅環境和人類的健康。雖然廢舊鋰離子電池中不包含乾電池和鉛酸電池中的汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素，但是其含有重金屬化合物、六氟磷酸鋰(LiPF6)、苯類、酯類化合物，難以被微生物降解。廢舊鋰離子電池一旦進入環境中，電池中的重金屬離子、有機物、碳粉塵、氟化物等將可能造成嚴重的環境汙染。其中正極材料中的重金屬鎳、鈷、錳汙染使環境的pH升高，汙染水體和土壤;負極材料中的碳材和石墨會引發粉塵汙染，嵌鋰也會使環境的pH升高;電解質及其轉化物，如LiPF6、LiBF4、LiAsF6、HF、P2O5、B2O3等，引發氟汙染改變環境酸鹼度，產生的有毒氣體汙染空氣並經由皮肽、呼吸對人體造成刺激;電解質溶劑及其分解和水解產物會引發醛、酮、甲醇等有機物汙染;隔膜材料會造成有機物汙染;粘結劑受熱分解產生HF和氟汙染。這些都會嚴重威脅環境和人類的健康。
圖表：廢舊鋰離子電池中常用組成材料的主要化學特性和環境汙染
二、資源角度：國內鎳鈷儲量和需求不匹配，鈷迴圈再造電池材料
動力電池尤其是三元電池中鎳、鈷、鋰等貴金屬含量高，資源稀缺且價格不斷上漲。三元材料一般分為兩類：NCM(鎳鈷錳)和NCA(鎳鈷鋁)，以最常見的NCM111為例，鎳、鈷、錳的含量分別佔12%、3%及5%，，具有較高的回收再利用價值。磷酸鐵鋰電池雖然不包含鈷、鎳等稀有金屬，但鋰含量達到1.10%，顯著高於中國開發利用的鋰礦(鋰礦山中Li2O平均品位為0.8%～1.4%，對應到鋰含量僅0.4%-0.7%)。隨著新能源汽車的推廣，電池材料需求增長，在供給緊張的共同作用下對應金屬材料的價格也經歷了暴漲。電池級碳酸鋰經歷2015-2016年的暴漲，目前出廠價格接近16萬元/噸，仍然處於高位;四氧化三鈷價格從2016年的不到150元/千克漲至近400元/千克;硫酸鎳價格也從2016年7月份的2.2萬元/噸上漲至2.5萬元/噸。
第一節中國動力電池回收行業發展狀況分析
一、中國動力電池回收行業發展現狀
新能源汽車現在雖未進入大規模報廢階段，不過近兩年其數量的極速上升將必然導致其動力電池回收問題成為行業關注的焦點。2015 年中國新能源車電池累計報廢量約在1.5萬噸，到 2020 年前後，中國僅純電動乘用車和混合動力乘用車的動力電池累計報廢量就將會達到 12~17 萬噸的規模。
隨著北京 2 000 輛新能源車動力電池已過五年質保期，以及北京新能源車保有量已接近 15 萬輛，國家回收標準的出臺已經如箭在弦上。新能源汽車動力電池的回收與再利用已成為一個不可忽視的問題。再以深圳為例，沃特瑪公司生產新能源車動力電池時間較早，由於新能源車動力電池的質保年限為五年，目前深圳全市已有 2 000 輛配備沃特瑪動力電池的新能源車出保。幾年之後，隨著新能源車銷量的快速提升，企業將面臨大規模動力電池回收的難題。
國內各電池生產企業以及新能源整車企業對於超過質保期的動力電池回收後的利用都沒有統一方案。據介紹，沃特瑪目前將該公司回收的出保動力電池進行安全檢測後形成一個蓄電站，保障白天工廠所需電力。由於公司所在地的電費是白天 1 元 /度，晚上 0.2 元 /度，所以透過由出保電池組成的蓄電站“晚上充電、白天放電”，可以為公司節省一部分開支，也實現了出保動力電池的迴圈使用。
從政策層面看，感覺是政府在以一己之力推動車企回收電池，車企不主動的根本原因在回收電池賺不到錢，如果能最佳化鋰電池組回收和再利用的工藝難題，使之商業價值能大於成本，那麼此現象將出現逆轉。
從技術層面看，回收電池的技術路線相當複雜，比如在對廢鋰電池的處理上，首先要對其進行預處理，包括放電、拆解、粉碎、分選;拆解之後的塑膠以及鐵外殼可以回收;然後再對電極材料進行鹼浸出、酸浸出，多種程式之後然後再進行萃取。這套複雜的程式使得很多回收企業都望而卻步。
目前中國動力電池研究主要還是集中在提高其安全效能及使用壽命方面，而對於回收利用環節是相當少的，甚至是嚴重脫節的。在當前的國內新能源車動力電池回收領域，普遍透過消費類電子產品的氫鎳、鎘鎳、鋰電池的回收處理方法，提取其中有價值的金屬，這種形式在新能源車保有輛少的情況下勉強能解決動力電池回收問題。隨著電動車需求全面攀升，到 2017 年鋰電池將會供不應求。作為動力電池的鋰離子電池含有汞、鎘、鉛等大量重金屬元素，而其正負極材料、電解質溶液等物質對環境也有相當大的影響，每年幾萬噸數量的廢舊電池將來的處理任務無疑是艱鉅的，因此，業內專家呼籲要儘快研究動力電池回收以及再利用的問題，同時還要成立專門的回收機構。
二、中國動力電池回收行業發展特點
1、先梯級利用，後再生利用
車用動力電池報廢后如不進行必要的處理，會造成環境汙染和資源浪費。中國車用動力電池絕大多數為鋰離子電池，其中雖然不含汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素，但如果處理不當仍會對環境造成極大汙染。
比如廢舊鋰離子電池的電極材料進入環境中，可與其他物質發生化學反應，造成重金屬汙染、鹼汙染和粉塵汙染;電解質進入環境中，經過化學反應，可能造成氟汙染和砷汙染。
有研究顯示，回收鋰離子電池可節約51.3%的自然資源，包括減少45.3%的礦石消耗和57.2%的化石能源消耗。鋰離子電池材料中，包含很多有價值的材料。以一種三元材料電池為例，其中含鎳12%、鈷 5%、錳 7%、鋰 1.2%，如果透過回收工藝，將有價值材料再利用，會達到節約資源的目的。
2、生產企業承擔回收利用的主體責任
廢舊動力蓄電池應該進行梯級利用後再生利用。梯級利用企業對符合要求的廢舊動力蓄電池進行分類重組利用，按照國家統一編碼標準對梯級利用電池進行編碼和加貼標識。梯級利用企業生產梯級利用產品過程中產生的廢舊動力蓄電池，應移交至再生利用企業。
3、提高電池全生命週期使用價值
對電池剩餘使用價值的浪費。動力電池報廢后，除了化學活性下降外，電池內部的化學成分並沒有改變，剩餘能量完全可以繼續滿足家庭儲能、分散式發電、微網、移動電源、後備電源、應急電源等中小型儲能裝置、大型商業儲能和電網儲能市場的使用。因此，如果廢舊動力電池梯次利用技術提高、經濟成本下降，在梯次利用領域，動力電池的全生命週期使用價值將會得到充分利用。
4、結構複雜、資料缺乏和成本偏高
首先，退役電池複雜性高，拆解不便。比如，電池有方型、圓柱形不同型別，其疊片、繞組形式也不同。這些複雜性導致電池回收再利用或者拆解時極為不便。如果進行自動化拆解，對生產線的柔性配置要求比較高，從而導致處置成本過高。因此，在目前自動化水平不高的情況下，多數工序是人工完成的。
工人的技能水平可能會影響著電池回收過程中的成品率，同時手工拆解過程中，電池短路、漏液可能導致起火或者爆炸，對人身和財產有潛在安全隱患。
此外，退役電池的再利用必須經過品質檢測，包括安全性評估、迴圈壽命測試等。但是如果動力電池在服役期間沒有完整的資料記錄，再利用過程進行電池壽命預測時，準確度可能會下降，電池的一致性無法保障。張成斌補充說，如果一些存在問題的電池在篩選過程中沒有被檢驗出來，而再次被使用，會增加整個電池系統的安全風險。
動力電池應採用標準通用性和易拆解的結構，並對電池使用國家統一編碼，以利於後期的回收管理。
三、中國動力電池回收行業發展驅動因素
一、環保角度：動力電池含大量重金屬化合物，嚴重威脅環境
廢舊動力電池含大量重金屬和有機物，嚴重威脅環境和人類的健康。雖然廢舊鋰離子電池中不包含乾電池和鉛酸電池中的汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素，但是其含有重金屬化合物、六氟磷酸鋰(LiPF6)、苯類、酯類化合物，難以被微生物降解。廢舊鋰離子電池一旦進入環境中，電池中的重金屬離子、有機物、碳粉塵、氟化物等將可能造成嚴重的環境汙染。其中正極材料中的重金屬鎳、鈷、錳汙染使環境的pH升高，汙染水體和土壤;負極材料中的碳材和石墨會引發粉塵汙染，嵌鋰也會使環境的pH升高;電解質及其轉化物，如LiPF6、LiBF4、LiAsF6、HF、P2O5、B2O3等，引發氟汙染改變環境酸鹼度，產生的有毒氣體汙染空氣並經由皮肽、呼吸對人體造成刺激;電解質溶劑及其分解和水解產物會引發醛、酮、甲醇等有機物汙染;隔膜材料會造成有機物汙染;粘結劑受熱分解產生HF和氟汙染。這些都會嚴重威脅環境和人類的健康。
圖表：廢舊鋰離子電池中常用組成材料的主要化學特性和環境汙染
二、資源角度：國內鎳鈷儲量和需求不匹配，鈷迴圈再造電池材料
動力電池尤其是三元電池中鎳、鈷、鋰等貴金屬含量高，資源稀缺且價格不斷上漲。三元材料一般分為兩類：NCM(鎳鈷錳)和NCA(鎳鈷鋁)，以最常見的NCM111為例，鎳、鈷、錳的含量分別佔12%、3%及5%，，具有較高的回收再利用價值。磷酸鐵鋰電池雖然不包含鈷、鎳等稀有金屬，但鋰含量達到1.10%，顯著高於中國開發利用的鋰礦(鋰礦山中Li2O平均品位為0.8%～1.4%，對應到鋰含量僅0.4%-0.7%)。隨著新能源汽車的推廣，電池材料需求增長，在供給緊張的共同作用下對應金屬材料的價格也經歷了暴漲。電池級碳酸鋰經歷2015-2016年的暴漲，目前出廠價格接近16萬元/噸，仍然處於高位;四氧化三鈷價格從2016年的不到150元/千克漲至近400元/千克;硫酸鎳價格也從2016年7月份的2.2萬元/噸上漲至2.5萬元/噸。