鋰電池回收市場爆發(fā)在即

2.1“回收網(wǎng)絡(luò)+專業(yè)化處理”的框架性商業(yè)模式正在不斷優(yōu)化

鋰電池回收行業(yè)目前尚處于發(fā)展初期，商業(yè)模式尚不很成熟。在2014年之前，鋰電池的需求主要來自手機、筆記本電腦等消費類電子產(chǎn)品，因其體積小、結(jié)構(gòu)和組分簡單、集散運輸難度小，因而多由傳統(tǒng)的鎳氫、鎳鎘電池回收企業(yè)進(jìn)行回收處理。2014年后，新能源汽車產(chǎn)銷量大幅增長，受此需求拉動，動力電池在2016年已經(jīng)成為鋰電池中消費占比最高的產(chǎn)品；同時，動力電池材料、動力電池、新能源整車產(chǎn)銷和運營等更多的企業(yè)也逐漸進(jìn)入了鋰電池回收產(chǎn)業(yè)鏈。經(jīng)過多方的努力探索，并且伴隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前“回收網(wǎng)絡(luò)+專業(yè)化處理”的框架性商業(yè)模式初具雛形，也已涌現(xiàn)出格林美、邦普集團等行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。

目前，回收網(wǎng)絡(luò)主要包括兩套模式：生產(chǎn)者主導(dǎo)的回收網(wǎng)絡(luò)和以專業(yè)第三方為主體的回收網(wǎng)絡(luò)。2016年1月，五部委聯(lián)合下發(fā)《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策（2015年版）》，明確建立動力電池編碼制度，形成廢舊電池可追溯體系，為生產(chǎn)者為主體的回收網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建提供條件；2017年1月，國家出臺《生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度推行方案》，明確了廢舊動力電池回收的責(zé)任主體——動力電池廠商及整車廠商。

在政策及市場的推動下，國內(nèi)主要動力電池廠商及整車廠商紛紛涉足在動力電池回收領(lǐng)域，積極推動以生產(chǎn)者為主導(dǎo)鋰電回收網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和運維。諸如比亞迪、寧德時代、國軒高科等行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，已在動力電池回收領(lǐng)域較早布局——依托其動力電池生產(chǎn)制造相關(guān)環(huán)節(jié)的技術(shù)實力，并利用其渠道優(yōu)勢，實現(xiàn)對退役動力電池的高效回收，并以其在儲能、小動力電池等應(yīng)用場景的梯次利用為主的方式實現(xiàn)回收價值。

以專業(yè)第三方電池回收企業(yè)為主體的回收模式要求企業(yè)自建回收網(wǎng)絡(luò)和物流渠道，將廢舊動力電池統(tǒng)一收集到第三方處理中心進(jìn)行集中處理。國內(nèi)專業(yè)第三方電池回收企業(yè)有較多是從鎳氫、鎳鉻等傳統(tǒng)電池回收行業(yè)，以及相關(guān)的廢棄資源綜合再利用行業(yè)切入鋰電回收領(lǐng)域，并已經(jīng)在商業(yè)模式類似的消費類鋰電池回收領(lǐng)域積累了一定的運營經(jīng)驗；而相比動力電池廠商和整車廠商，專業(yè)第三方企業(yè)在動力電池回收領(lǐng)域沒有回收渠道的天然便利，因而在建立相應(yīng)回收網(wǎng)絡(luò)的過程中需要投入可觀的人力、物力成本。

格林美、邦普集團等國內(nèi)領(lǐng)先回收企業(yè)已經(jīng)深耕鋰電池回收領(lǐng)域多年，在行業(yè)中有較高的影響力和知名度；他們也已積累了較為成熟的回收技術(shù)，且具備危廢處理資質(zhì)，并在動力電池回收網(wǎng)絡(luò)和處理技術(shù)方面率先布局，占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢。其他有一定規(guī)模的第三方回收企業(yè)也實踐各自的商業(yè)模式，如豪鵬科技與北汽新能源共建回收網(wǎng)絡(luò)，超威集團成立子公司長興億威專注于回收網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。通過積極與國內(nèi)動力電池廠商和整車廠商建立深度合作關(guān)系，專業(yè)第三方回收企業(yè)正逐步建立起較為完善的回收網(wǎng)絡(luò)。

從回收網(wǎng)絡(luò)中的各類渠道收集到廢舊鋰電池后，第三方回收企業(yè)將對不同材料體系的鋰電池分別采取梯次利用、資源化回收及電池材料修復(fù)再造等不同方式進(jìn)行專業(yè)化處理，下文會更詳細(xì)地進(jìn)行分析闡述。綜上我們認(rèn)為，鋰電池回收領(lǐng)域的“回收網(wǎng)絡(luò)+專業(yè)化處理”的框架性商業(yè)模式已初具雛形，并在動力電池生產(chǎn)者及專業(yè)第三方回收企業(yè)等多方的推動下不斷優(yōu)化。

2.2 動力電池生產(chǎn)者在磷酸鐵鋰的梯次利用領(lǐng)域具有“先天優(yōu)勢”

磷酸鐵鋰電池是國內(nèi)較早應(yīng)用于新能源汽車的主要動力電池類型之一，因此也是率先退役的一批動力電池。寧德時代曾分別在25℃、45℃、60℃的溫度下進(jìn)行實驗，測試退役動力電池的使用壽命。綜合考慮儲能設(shè)備的使用條件，退役后的動力電池可繼續(xù)作為儲能電池使用至少五年。因此磷酸鐵鋰電池適用于梯次利用，可充分發(fā)揮其剩余價值，降低儲能系統(tǒng)的建設(shè)成本。

梯次利用能夠充分發(fā)揮動力電池的剩余價值，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的最大化，目前，動力電池梯次利用的關(guān)鍵技術(shù)在于離散整合技術(shù)和動力電池全生命周期追溯技術(shù)。離散整合技術(shù)主要包括動力電池組拆解和系統(tǒng)集成兩個關(guān)鍵技術(shù)點，而電池全生命周期追溯技術(shù)的實現(xiàn)主要依托其BMS的技術(shù)成熟度。

（1）離散整合技術(shù)：不同動力電池的PACK技術(shù)不同，因此，如何更為高效地進(jìn)行自動化拆解成為有效梯次利用的關(guān)鍵技術(shù)點，而根據(jù)不同電池模組的性能、壽命等數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)集成，也是梯次利用的關(guān)鍵技術(shù)點。

（2）全生命周期追溯技術(shù)：通過BMS系統(tǒng)提供的精確SOC、SOH以及SOP等指標(biāo)估算，可以及時退役用量達(dá)到80%容量的動力電池，同時該技術(shù)也是離散整合技術(shù)實現(xiàn)的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)是SOC、SOH以及SOP等指標(biāo)估算的基礎(chǔ)，因此建設(shè)大數(shù)據(jù)平臺可以幫助動力電池全生命周期追溯技術(shù)更為高效地實現(xiàn)，梯次利用的大數(shù)據(jù)平臺包括三套系統(tǒng)，分別是電芯研發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)、電池包研發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)、電池包車載運行監(jiān)控數(shù)據(jù)系統(tǒng)；三套系統(tǒng)對退役電池進(jìn)行系統(tǒng)分析，以此獲得能否進(jìn)入梯次利用市場的大數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括設(shè)計信息、性能數(shù)據(jù)安全、來料檢測等。

梯次利用與動力電池開發(fā)具有技術(shù)協(xié)同性，動力電池和整車廠商在離散整合和生命周期追溯方面有一定優(yōu)勢；同時，該類企業(yè)在退役動力電池梯次利用方面具有渠道優(yōu)勢，能夠以較低成本實現(xiàn)快速的電池回收。從全球市場來看，典型的動力電池梯次利用案例均有動力電池和整車企業(yè)參與，由其牽頭主導(dǎo)。綜上，動力電池生產(chǎn)者在梯次利用領(lǐng)域具有顯著的“先天優(yōu)勢”。

2.3 三元電池的資源化回收綜合效益高，需求放量后將成為市場主角

相較于磷酸鐵鋰，三元材料電池壽命較短，且安全性存在一定風(fēng)險，不適宜用于儲能電站、通信基站后備電源等應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜的梯次利用領(lǐng)域。但三元正極材料因其成分和易還原性而具備很高的資源化回收價值：三元材料中主要金屬鎳、鈷、錳的含量分別占12%、3%及5%，金屬總含量高達(dá)47%，具有較高的回收再利用價值。

近年來受新能源汽車-動力電池產(chǎn)業(yè)鏈高速發(fā)展的強勢帶動，上游原材料價格持續(xù)上漲：以碳酸鋰為例，在2015年10月前價格一直保持在5萬元/噸以下的價位，其后則迅速上漲并維持在12萬元/噸以上的高位，最高價格高達(dá)17萬元/噸以上；同時，三元材料電池在乘用車和物流車領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，導(dǎo)致鈷的需求也大幅提升，國內(nèi)鈷價不斷攀升，增長幅度近3倍。

三元材料含有高價金屬元素，更具有直接資源化回收的價值。以硫酸鎳的生產(chǎn)為例，通過廢舊動力電池回收處理每噸鎳的成本在4萬元以下，而直接通過鎳礦生產(chǎn)的成本在6萬元以上。因此，通過資源化回收獲得金屬原料的成本低于直接從礦產(chǎn)開發(fā)的成本，因此三元材料電池的資源化回收亦具有降低成本的意義。

在2017年發(fā)布的新能源汽車推廣目錄中，新能源乘用車占比穩(wěn)定上升，近幾年的需求量也是呈穩(wěn)步增長態(tài)勢；而作為新能源乘用車主要搭載的動力電池，三元鋰電池未來增長可期。因此，針對三元電池的資源化回收將具有廣闊的規(guī)模空間，未來有望成為市場主角。

3 專業(yè)化處理企業(yè)優(yōu)勢顯著，能延伸至三元材料者盈利更強

3.1 濕法技術(shù)日漸成為主流，多種技術(shù)發(fā)展綜合提高回收效率

目前，普遍的廢舊動力電池的資源化回收過程包括預(yù)處理和后續(xù)處理兩個階段。預(yù)處理過程首先需要對徹底放電，然后對電池進(jìn)行拆解，以分離出正極、負(fù)極、電解液和隔膜等各組成部分。在后續(xù)處理環(huán)節(jié)，主要目標(biāo)是對拆解后的各類廢料中的高價值組分進(jìn)行回收，以及更進(jìn)一步開展電池材料再造或修復(fù)；其中采用的技術(shù)方法可分為三大類：干法回收技術(shù)、濕法回收技術(shù)和生物回收技術(shù)。

干法回收技術(shù)是指不通過溶液等媒介，直接實現(xiàn)各類電池材料或有價金屬的回收技術(shù)方法，主要包括機械分選法和高分熱解法。干法回收不經(jīng)過其他的化學(xué)反應(yīng)，工藝流程較短，回收的針對性不強，通常用于鋰電池中金屬的分離回收初步階段。

部分企業(yè)已初步開發(fā)出干法熱修復(fù)技術(shù)，可對干法回收得到的粗產(chǎn)品進(jìn)行高溫?zé)嵝迯?fù)；但這種方法產(chǎn)出的正、負(fù)極材料含有一定的雜質(zhì)，其性能無法滿足新能源汽車動力電池的要求，多用于儲能或小動力電池等場景。

濕法回收技術(shù)是以各種酸堿性溶液為轉(zhuǎn)移媒介，將金屬離子從電極材料中轉(zhuǎn)移到浸出液中，再通過離子交換、沉淀、吸附等手段，將金屬離子以鹽、氧化物等形式從溶液中提取出來。濕法技術(shù)路線主要包括濕法冶金、化學(xué)萃取以及離子交換等三種方法。濕法回收技術(shù)工藝相對比較復(fù)雜，但該技術(shù)對鋰、鈷、鎳等有價金屬的回收率較高；同時，藉由濕法回收技術(shù)得到的金屬鹽、氧化物等產(chǎn)品，其高純度能夠達(dá)到生產(chǎn)動力電池材料的品質(zhì)要求；因而濕法回收技術(shù)也是國內(nèi)外技術(shù)領(lǐng)先回收企業(yè)所采用的主要回收方法。

生物回收技術(shù)主要是利用微生物浸出，將體系的有用組分轉(zhuǎn)化為可溶化合物并選擇性地溶解出來，實現(xiàn)目標(biāo)組分與雜質(zhì)組分分離，最終回收鋰、鈷、鎳等有價金屬。目前生物回收技術(shù)尚未成熟，如高效菌種的培養(yǎng)、培養(yǎng)周期過長、浸出條件的控制等關(guān)鍵問題仍有待解決。

正如上所述，當(dāng)前回收效率更高也相對成熟的濕法回收工藝正日漸成為專業(yè)化處理階段的主流技術(shù)路線；格林美、邦普集團等國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)，以及AEA、IME等國際龍頭企業(yè)，大多采用了濕法技術(shù)路線作為鋰、鈷、鎳等有價金屬資源回收的主要技術(shù)；部分企業(yè)也同時配套干法等多種回收技術(shù)以提高綜合回收效率。

從另一個側(cè)面來看，無論是磷酸鐵鋰還是NCA三元材料，濕法技術(shù)進(jìn)行有價金屬回收后再造得到的正極材料，其比容量這一關(guān)鍵性能指標(biāo)均優(yōu)于干法技術(shù)修復(fù)后得到的正極材料。

3.2 專業(yè)化處理回收企業(yè)在資源化回收領(lǐng)域具有多方面優(yōu)勢

相較于鋰電池生產(chǎn)者，專業(yè)化處理回收企業(yè)在資源化回收領(lǐng)域具有多方面優(yōu)勢，尤其在專業(yè)化處理技術(shù)和環(huán)保配套等方面：專業(yè)化處理回收企業(yè)深耕回收領(lǐng)域多年，積累了包括鉛蓄電池、鎳氫電池、鋰電池在內(nèi)的豐富的回收經(jīng)驗和完善的人才團隊，具有采用濕法、干法多種方法來處理不同類型、不同型號廢舊鋰電池的專業(yè)技術(shù)；同時，專業(yè)化處理回收企業(yè)在提供環(huán)保綜合解決方案方面優(yōu)勢明顯，多數(shù)企業(yè)配備完善的二次污染處理設(shè)施，各類排放達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；此外，部分企業(yè)已經(jīng)具備相關(guān)的廢棄物處理資質(zhì)，如危險廢物經(jīng)營許可證。

為提高動力電池回收的經(jīng)濟性，國家在《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》中規(guī)定，濕法冶煉條件下，鎳、鈷、錳的綜合回收率應(yīng)不低于98%；火法冶煉條件下，鎳、稀土的綜合回收率應(yīng)不低于97%。國內(nèi)領(lǐng)先的鋰電回收企業(yè)邦普集團，主要采用濕法技術(shù)，在鎳、鈷、錳的綜合回收率已接近或達(dá)到了《規(guī)范條件》的要求；綜合考慮到其廢舊鋰電池來源不僅僅是“高品味”的動力電池，邦普集團的高回收率已證明了其代表的專業(yè)化處理企業(yè)的技術(shù)實力。

專業(yè)化處理回收企業(yè)高度重視研發(fā)團隊建設(shè)，格林美、邦普集團、芳源環(huán)保等國內(nèi)專業(yè)回收企業(yè)多與清華大學(xué)、中南大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)等冶金類強校展開“產(chǎn)學(xué)研”合作，并積極引進(jìn)院士、教授等一批人才。深耕回收領(lǐng)域多年，專業(yè)化處理回收企業(yè)在干濕法回收技術(shù)方面優(yōu)勢明顯，具有多項專利。隨著廢舊動力電池市場的爆發(fā)，專業(yè)化處理企業(yè)的研發(fā)儲備、規(guī)模效應(yīng)等多方面優(yōu)勢將凸顯出來。

動力電池回收過程中產(chǎn)生的二次污染是企業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)，回收過程中使用的萃取劑，回收過程中產(chǎn)生的廢氣以及金屬提煉后的殘渣都會對環(huán)境造成污染。專業(yè)化處理回收企業(yè)的環(huán)保配套設(shè)施完備，在二次污染防治問題方面已經(jīng)構(gòu)建了較為成熟的處理體系。以格林美為例，公司會將回收金屬后的殘渣與煤矸石、頁巖等進(jìn)行混合、焙燒、壓型成環(huán)保磚，最大限度地對資源循環(huán)利用；同時，格林美在液體污染物處理及水生態(tài)修復(fù)方面成果明顯，具有一套完整的環(huán)境生態(tài)修復(fù)體系。

目前僅對廢舊鋰電池進(jìn)行回收，尚未有相關(guān)的資質(zhì)要求。但廢舊鋰電池中含有鎳、鈷、錳等重金屬元素，對含有某些重金屬（如鎳元素）的廢舊電池組分進(jìn)行進(jìn)一步處理，則需具備危險廢物經(jīng)營許可證；此外電解液含六氟磷酸鋰，遇水易釋放出氫氟酸，對人體和環(huán)境具有危害性。2017年5月，國家發(fā)布《車用動力電池回收利用拆解規(guī)范》，對動力電池的回收資質(zhì)提出一些具體要求。未來隨著相關(guān)政策的逐步落地，我們預(yù)期危險廢物經(jīng)營許可證等電池回收相關(guān)資質(zhì)將成為專業(yè)化處理企業(yè)的重要資產(chǎn)與競爭壁壘。

3.3 具備三元材料及前驅(qū)體生產(chǎn)能力的專業(yè)化處理企業(yè)盈利能力更強

通過動力電池回收及相關(guān)工藝處理，專業(yè)化處理回收企業(yè)可將電池中的可再生金屬提煉出來，生產(chǎn)出硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳等金屬鹽，部分公司會繼續(xù)加工處理生產(chǎn)出三元前驅(qū)體。以NCM523為例，通過市場價格計算可以得出，以鎳、鈷、錳的硫酸鹽生產(chǎn)三元前驅(qū)體產(chǎn)品具有明顯的增值空間，因而具備三元材料及前驅(qū)體生產(chǎn)能力的回收企業(yè)盈利能力更強。

以格林美和芳源環(huán)保為例：格林美在2012年通過投資江蘇凱力克切入正極材料市場，并逐步建設(shè)年產(chǎn)萬噸級動力電池用NCM正極材料項目；自此之后，格林美電池材料業(yè)務(wù)毛利率連續(xù)三年實現(xiàn)攀升，增長至22.32%。芳源環(huán)保自2016年實現(xiàn)三元前驅(qū)體的量產(chǎn)和大批量銷售，毛利率得以從14.89%上漲到17.74%。

此外，能夠?qū)a(chǎn)品延伸至三元正極材料及前驅(qū)體，有望直接“對話”鋰電池生產(chǎn)企業(yè)，在獲取其退役電池及其生產(chǎn)過程中的報廢電池、邊角料方面具有顯著的渠道優(yōu)勢，將進(jìn)一步增強鋰電回收企業(yè)的盈利能力，降低經(jīng)營風(fēng)險。