鉅大LARGE | 點擊量：2447次 | 2021年12月27日
動力鋰電池回收梯次利用深度解析
在動力鋰離子電池日益劇增的回收需求面前，今年我國兩會首次將“動力鋰離子電池回收”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)濟發(fā)展規(guī)劃的通知，動力鋰離子電池回收行動是11個重點工程之一。
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，我國新能源汽車的銷量為136.7萬輛，同比上升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1500萬輛以上，這期間將帶來大量的動力鋰離子電池回收梯次利用空間。
動力鋰離子電池梯次利用途徑：
資料來源：第一電動網(wǎng)，行行查
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
動力鋰離子電池回收體系：梯次利用和再生利用
隨著電動汽車數(shù)量的新增，退役的鋰離子動力鋰離子電池數(shù)量也大幅新增，退役動力鋰離子電池的回收利用成為了一個極需解決的難題。假如不對已廢棄的鋰離子電池進行回收，會對自然環(huán)境造成嚴重影響。而將回收后的鋰離子電池進行技術(shù)提取，很多材料可以得到二次利用。
動力鋰離子電池的回收重要分為梯次利用和拆解回收再生利用兩個循環(huán)過程，且動力鋰離子電池的回收循環(huán)從梯次利用開始。
廢舊動力鋰離子電池回收流向：
資料來源：行行查
梯次利用屬于輕度報廢，重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，如風光儲能、削峰填谷、備用電源、家庭電能調(diào)節(jié)等。
進行梯次利用可以緩解回收壓力、降低環(huán)境污染、提升經(jīng)濟效益，并對可再生能源的發(fā)展起到幫助用途。
再生利用屬于重度報廢，一般電池容量已損耗嚴重，無法繼續(xù)使用，只能通過化學方式提煉電池中鎳、鈷、鋰等貴金屬達到再造目的。
退役動力鋰離子電池處理方式：
資料來源：《鋰離子動力鋰離子電池梯利利用的研究與應(yīng)用進展》
磷酸鐵鋰離子電池：梯次利用的主力
目前汽車上使用最多的動力鋰離子電池為磷酸鐵鋰離子電池和三元材料電池。
梯次利用的電池多為磷酸鐵鋰離子電池，磷酸鐵鋰離子電池容量隨循環(huán)次數(shù)的增多呈緩慢衰減趨勢，當電池容量衰減到80%后，從汽車上退役下來的磷酸鐵鋰離子電池仍有較多循環(huán)次數(shù)，有較高梯次利用價值。
磷酸鐵鋰離子電池循環(huán)壽命在3500次以上，部分可達5000次，同時容量隨循環(huán)次數(shù)新增衰減趨勢較為緩慢。此外磷酸鐵鋰離子電池不含鈷、鋰、鎳等金屬，資源化價值較低。
因此，磷酸鐵鋰離子電池一般繼續(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，更適合進行資源回收。
根據(jù)動力鋰離子電池4-6年的使用壽命進行推測，到2022年前磷酸鐵鋰離子電池都將是退役電池的主力。
動力鋰離子電池梯次利用區(qū)段：
資料來源：《動力鋰離子電池梯次利用進展研究》，行行查
動力鋰離子電池梯次利用重要應(yīng)用領(lǐng)域
從應(yīng)用領(lǐng)域看，退役動力鋰離子電池梯次利用可以作為儲能材料，進行谷電峰用，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；或者用在低速電動汽車、電動摩托車等對電池性能要求相對較低的場景等。
退役動力鋰離子電池在儲能和低速電動汽車等領(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)濟性。
動力鋰離子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，當前由于缺乏行業(yè)標準，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，新建動力鋰離子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)機構(gòu)出具的安全評估報告。
動力鋰離子電池梯次利用場景：
資料來源：GGII，BNEF
動力鋰離子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)動力鋰離子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，近兩年新投運的梯次利用儲能項目重要集中在工商業(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)公司的首次商業(yè)化運營嘗試，由中恒電氣旗下煦達新能源和中恒普瑞聯(lián)合承建，自投運以來出現(xiàn)大約4500元/日峰谷價差收益。
梯級利用技術(shù)壁壘高，要離散整合技術(shù)、BMS以及壽命預(yù)測技術(shù)，同時還要建立儲能、低速電池銷售渠道，相對第三方公司動力鋰離子電池廠或整車廠的優(yōu)勢明顯。
在當前動力鋰離子電池退役潮驅(qū)使下，各大動力鋰離子電池回收廠商紛紛發(fā)力，加速跑馬圈地。
動力鋰離子電池回收和新能源汽車兩大相關(guān)行業(yè)頭部公司彼此綁定，布局動力鋰離子電池回收市場，以尋求快速占有市場把握先機。
在潛力無限的藍海市場面前，電池回收領(lǐng)域參與者越來越多，主導(dǎo)公司可分為兩類：第三方的資源回收公司，以及整車、材料、電池等新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游公司。
光華科技、天奇股份等第三方回收公司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公司就包括格林美、華友鈷業(yè)與廈門鎢業(yè)，中偉股份和贛鋒鋰業(yè)等公司也是該領(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余家動力鋰離子電池回收網(wǎng)點；蔚來則與寧德時代、國泰君安等公司共同投資了電池資產(chǎn)公司“蔚能”，目標不只是做回收，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)鏈上下游公司均在積極開展再生利用布局，第三方的資源回收公司也有涉入。
隨著動力鋰離子電池報廢高潮的臨近，各公司投資建廠及資本收購等動作逐漸密集。由于動力鋰離子電池回收責任機制，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。
動力鋰離子電池發(fā)展至今，不同廠商電池的一致性較低，動力鋰離子電池與儲能電池技術(shù)標準不同，部分退役電池可能達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，對后期使用維護造成極大困難，整體來看我國退役動力鋰離子電池梯次利用仍處在試點階段。
考慮到動力鋰離子電池生命周期，目前國內(nèi)鋰動力鋰離子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)廢料及電子消費類鋰離子電池為主。
目前國內(nèi)尚無專業(yè)電池回收網(wǎng)絡(luò)，重要依靠廢舊物品類似方法進行粗放式回收鋰離子電池，造成環(huán)境污染，在生產(chǎn)者責任延伸制度政策強調(diào)下電動汽車和動力鋰離子電池生產(chǎn)公司將承擔回收網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，逐步實現(xiàn)體系化。
