鋰電池規模及廢舊回收需求量

　　隨著新能源車保有量的持續增長，既帶來了規模龐大的動力鋰電池需求，也為鋰電池回收和梯次利用的行業機遇，發展鋰電池回收和梯次利用在避免資源浪費環境污染的同時也 將產生可觀的經濟效益和投資機會。新能源車2008年奧運會期間北京投入的50輛純電動大客車。

　　新能源汽車市場2014年開始高速增長，而新能源汽車早在2008年奧運會期間就已出現，按照相應的報廢標準，動力電池報廢電池市場已經開始形成，預計到2018年中國動力電池廢舊回收市場將初具規模，累計廢舊動力電池12.08GWH，累計報廢量將達到17.25萬噸左右。根據測算，2018年對應的從廢舊動力鋰電池中回收鈷、鎳、錳、鋰、鐵和鋁等金屬所創造的回收市場規模將達到53.23億元，2020年達到101億元，2023年廢舊動力鋰電池市場將達到250億元。

　　動力鋰電池回收處理方式

　　動力電池回收主要有兩條路徑，一是針對沒有報廢只是容量下降無法被電動汽車繼續使用的電池，也就是二手電池的梯次利用，是指將電池組拆包，對模塊進行測試篩選，再組裝利用到例如儲能等領域；二是對已經報廢的動力電池拆解、回收與再利用，這是當前動力電池回收的重點。

　　目前動力電池報廢處理方式以拆解回收為主。但回收企業規模普遍較小，工藝水平不健全，也存在部分不具有回收資格的企業非法從事廢舊動力電池回收。梯次利用在理論上是一種非常好的方案，但對目前的動力電池來說卻很難實行。主要是因為國產動力電池型號眾多、電池包結構不統一，組裝工藝和技術千差萬別，但真正在拆包過程中的技術要求則非常高，對生產線的技術和成本都要求很高。此外，國內電池質量魚龍混雜，許多電池可能在電動車上實際運行3-4年便接近報廢。

　　動力鋰電池回收主體

　　當前的動力電池的回收主體主要有回收小作坊、專業回收公司和政府回收中心，以動力電池生產企業或電動汽車企業為主體的回收體系還沒有出現。

　　目前，動力電池的回收渠道主要以回收小作坊為主，專業回收公司和政府回收中心較少，體系有待重整。廢舊動力電池大多流入了缺乏資質的翻新小作坊，這些公司工藝設備落后。但如果交由依法注冊納稅的正規企業，取得資質并按照國家標準排放，勢必會造成價格上競爭力的缺失。因此，完善政策保障電池回收產業的可持續發展非常必要。

　　專業回收公司是經國家批準專門回收處理廢舊動力電池的專業企業，綜合實力雄厚、技術設備先進、工藝規范，既能最大化回收可用資源，又能夠降低對環境的污染。目前，開展動力電池回收的企業主要有深圳格林美、邦浦循環科技、贛鋒鋰業和超威集團等。雖然進行鋰電池回收方面布局的企業越來越多，但缺乏政府系統的支持和政策激勵。

　　地方各級政府設置回收中心，將有利于科學規范地管理電池回收市場、完善回收網絡、合理布局回收網絡和回收市場，提高正規渠道的回收量。但目前我國還沒有動力電池的政府回收中心，但未來可以根據我國現實情況，有選擇進行發展。

　　回收商業模式探討

　　以電池生產廠商為主的回收模式

　　該模式下，由動力電池生產廠商利用電動汽車的銷售網絡改建，以逆向物流的方式回收廢舊電池。而電動汽車生產商要配合動力電池企業的回收。消費者將報廢的電池交回附近的電動汽車銷售服務網點，電動汽車生產商以協議價格轉運給電池生產企業。另外，報廢汽車拆解企業在回收廢舊電動汽車時，也需將拆解的廢舊動力電池直接銷售給動力電池生產商。在回收形式上，要用“以舊換新”的方式促使消費者主動交回廢舊電池。

　　行業聯盟回收模式

　　該模式下主要由業內的動力電池生產商、電動汽車生產商或者電池租賃公司組成，并共同出資設立專門的回收組織，負責動力電池的回收。該模式的主要特點是在行業內成立統一回收組織、影響力強、覆蓋面廣，易于消費者交回電池。回收利用所得的收益用于回收網絡的建設和運營。

　　第三方回收模式

　　該模式需要獨自構建回收網絡和相關物流體系，來回收委托企業售后市場的廢舊動力電池，先運回回收處理中，再進行專業化處理。另外，汽車拆解企業也可以將廢舊動力電池直接銷售給第三方企業。不過該模式的建立，所需的設備、網絡及人力投入較大，成本較高。

　　三種模式比較，行業聯盟回收成本效益性最佳，但需要行業內各企業配合建立，目前動力電池政策及法規尚未明確及完善的情況下可操作性難度較大。綜合來看，以動力電池生產商為主導的回收模式成本較低，且易于實現。

　　國外電池回收體系

　　德國：政府立法回收，生產者承擔主要責任，設立基金完善回收體系建設。德國電池回收法規主要依托于《歐盟廢棄物框架指令》和《電池回收指令》。回收法規要求電池生產商、銷售商、回收商和消費者均負有對應的回收責任和義務，其中電池生產商承擔主要回收責任，銷售商要配合電池生產商的回收工作，而消費者應當將廢舊電池交回相應的回收體系。

　　日本：生產商主導電池回收，直接進入“循環再利用”模式，各類企業廣泛參與電池回收。日本當前已經初步建立起“蓄電池生產銷售-回收-再生處理”的電池回收利用體系，同時日本民眾自發成立很多民間組織，參與到廢舊電池產品回收的各個環節。2000年起，日本政府規定生產商應對鋰電池的回收負責，并給予資源回收面向產品的設計；電池回收后運回電池生產企業處理，政府提供相應的補助。此外，日本很多企業也參與到電池回收體系中，除了電動汽車及專門的回收企業外，日本主要的通信公司也聯合成立了鋰電池自主回收促進會，聲明其由責任推到鋰電池的回收利用工作，爭取大幅提高鋰電池的回收率。

　　美國：市場調節為主，政府從環境保護角度進行管理，輔助推動廢舊動力電池回收。政府采取附加環境費的方式，由消費者購買電池時收取一定數額的手續費和電池生產企業出資一部分回收費，作為產品報廢回收的資金支持，同時廢舊電池回收企業以協議價將提純的原材料賣給電池生產企業。美國市場上主要有美國可充電電池回收公司（RBRC）和美國便攜式可充電協會（PRBA）兩大組織宣傳及引導公眾配合廢舊電池的回收，保護自然環境。RBRC是一個非盈利性的公共服務組織，主要是促進可充電電池的循環利用；PRBA則是由電池企業組成的非盈利性電池協會，主要制定回收計劃和措施來實現工業用電池的循環利用。其中，RBRC提供了三個方案來收集、運送和重新利用廢舊可充電池：零售回收方案、社區回收方案以及公司企業和公共部門回收方案。

　　可回收型儲能鋰電池或將問世

　　中國汽車技術研究中心預測，到2020年，我國汽車動力電池累計報廢量將達到12-17萬噸的規模，電池回收問題引起人們越來越多的關注。為加強新能源汽車動力蓄電池回收利用管理，規范行業發展，推進資源綜合利用，12月1日，國家工信部網站公布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》（征求意見稿），向社會公開征求意見，這意味著動力電池的回收工作將有法規可依。

　　然而，動力電池的回收還面臨諸多問題，有沒有一種方法，讓電池的成本降下來，讓回收更方便、污染更少？答案是有。在近日舉辦的“2016中國儲能技術與應用大會”上，中科院電工研究所研究員陳永翀發表了“基于可回收理念的新型儲能鋰電池研究”主題演講，分享了其團隊關于新型儲能電池的研究成果。這種新型結構的儲能鋰電池，不但讓鋰電池真正做到可回收，還降低了電池的制造成本和使用成本，具有傳統鋰電池所不具備的很多優點，從技術創新的角度來說，電池的回收或將迎來曙光。

　　鋰電池回收難在哪兒

　　無論是圓柱鋰電池還是方型鋰電池，從內部結構來看，所有的鋰電池都是粘接電極，而粘接電極給動力鋰電池的回收帶來很大困擾。Co元素和Li元素回收要拆解，由于雜質太多，只能把粘接的電極全部打碎，里面碎的鋁箔、銅等材料重新用冶金方式回收。陳永翀表示，這樣回收不但成本高，污染也大，回收過程中產生的酸、堿的處理也是個問題。

　　其次，這樣的粘接結構還導致鋰電池的動態循環壽命縮短。如果將鋰電池用作靜態儲能，電池的循環壽命會很長，但是在運動狀態中使用的話，使用環境會使電池壽命受到影響。此外，隨著不同季節溫度的變化，電池內部也會出現膨脹、收縮等現象，久之活性顆粒接觸內阻升高，電池極片松動脫落，電池循環壽命會急劇下降。

　　“所以動力電池的壽命和狹義的靜態儲能電池的壽命（不一樣），在實驗室靜態下測試很好，但在動態實際情況下使用壽命不見得會很好，這個要區別開來”，陳永翀說。

　　此外，動力電池和儲能電池需要串聯、并聯，要求電池具有較好的一致性。電池涂布厚度很薄，比如100微米，設備廠商要求精度要控制在±0.5微米，而一套普通的擠壓式涂布機約300萬一套，設備投資合0.3-0.5Wh/元，這就導致了大型鋰電池高昂的制造成本。

　　新型儲能鋰電池有望解決電池回收難題

　　針對傳統鋰電池回收的這些問題，陳永翀帶領的科研團隊正在研發一種新型儲能鋰電池，他們從鋰電池的內部結構入手，把鋰電池內部粘接改為加熱狀態，上面幾個問題則迎刃而解：

　　這種新型儲能鋰電池的漿料回收、再生容易，純度也很高，將缺少的元素補上之后，還可再用；漿料耐沖擊，不存在松動脫落問題，電池動態壽命更長；漿料電極片是傳統電極片厚度的5-10倍，絕對精度容易控制，電池的制造成本降低。

　　該新型儲能鋰電池的庫存效率很高，跟現有鋰電池一樣可高達99%以上，它的能量效率比目前現有鋰電池稍低，但大于90%，此外，該電池的循環性也非常好。陳永翀表示，低速電動車和小型儲能領域是該新型電池未來的一個應用市場。“我們不要求一個產品十全十美，可以應用在任何場合，這做不到，找到它的應用場合去做就行，百花齊放”，陳永翀說。

　　盡管鉛酸電池能量密度低，壽命短，還是有大量的商業電動車和儲能基站采用，這主要是因為鋰電池成本太高。降低電池成本的途徑無外乎三個方面：降低材料成本、降低制造成本和降低使用成本。通常情況下，人們通過提升能量密度從而在某種程度上降低材料成本（隨著能量密度的增加，安全性能則會降低），通過擴大規模來降低制造成本，通過提高靜態壽命來降低使用成本。

　　陳永翀團隊把電池內部粘接改為加熱狀態，讓鋰電池真正做到了可回收和可再生，且回收殘值大于20%。他們不單單依靠規模化制造來降低成本，工藝結構也降低了回收成本；漿料具有耐沖擊的特性，從而也提高了電池的動態壽命。這種新型儲能鋰電池的研究，是一種新思路，為電池回收難題帶來了解決的曙光。

　　據悉，該新型儲能電池研發項目開始于2010年，小試成功，從2016年4月1日開始中試，目前已經授權19項發明專利，并在進一步研發當中。