一、动力电池回收行业概述
动力电池的回收过程大致可分为“预处理-材料回收-筛选制备”三个步骤。预处理阶段主要对电池进行放电、拆解、粉碎、分选等，分离出电池的金属外壳、电极材料；材料回收阶段是动力电池再生利用的关键环节，主要通过溶解、萃取、沉淀、电解等多种方式以单质、化合物或混合物的形式分类回收各种有价材料，一般包括物理回收、化学回收和生物回收三大方法，其中化学回收主要以湿法回收技术为主；回收有价材料后，需要通过添加化学物质调整溶液中的材料比例，制备出锂离子电池正负极材料。
动力电池的回收过程
回收过程 | 具体步骤 |
预处理 | 对废旧锂离子电池进行放电、拆解、直接或经简单筛选后破碎以及处理拆解过程中产生的有毒有害物质。本步骤是废电池资源化利用的基础，将直接影响后续处理工艺。 |
材料回收 | 对钴、镍、锰、锂、铝、铜及电解液中有机溶剂等多种有价材料的回收。主要方法为通过溶解、萃取、沉淀、电解等以单质、化合物或混合物的形式分类回收各种有价材料。 |
筛选制备电池材料 | 经溶解、萃取、沉淀等处理后加入硫酸锰、硫酸镍、硫酸钴等物质调整溶液中各种材料的比例，直接用于制备锂离子电池正负极材料。 |
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欧美发达国家较早开始重视电池回收问题，以德国、日本、美国为代表的国家回收模式已较为成熟。
发达国家的电池回收模式
国家 | 电池回收开始时间 | 法规框架 | 回收责任人 | 商业模式 |
德国 | 1998年 | 欧盟废弃物框架指令（2009/98/EC)、电池回收指令（2006/66/EC） | 电池产业链上的生产商、销售商、回收商和消费者 | 基金及押金机制，电池制造商和电子电器制造商协会联合成立GRS基金负责运转 |
日本 | 1994年 | 1994年开始实施回收电池计划，2000年起政府规定电池生产方式转为“循环、降低、再利用” | 生产商 | 政府补贴 |
美国 | 20世纪90年代 | 含汞电池和可充电电池回收管理法 | 消费者是回收的开端 | 市场调节为主、政府管理为辅，消费者及电池生产企业分别支付附加环境费及回收费 |
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二、新能源汽车需求促进动力电池装机量增长
自2014年开始有私人购买起，我国的新能源汽车经历了快速发展，产销量呈现高速增长趋势。根据中汽协的统计数据，2018年全年新能源汽车销售量达到125.6万辆，是2014年销售量的16.8倍，2014-2018年均复合增长率达到102.5%。根据《汽车产业中长期发展规划》，到2020年新能源汽车年产销目标将达到200万辆，而2018年销量已经完成目标的62.5%，超过规划目标预期，在政策鼓励、渗透率不断提升的利好背景下，新能源车有望继续快速发展，预计到2020年销量有望超过230万辆。
资料来源：中国汽车工业协会，华经产业研究院整理
电池是新能源汽车产业链的关键环节，行业持续高增长。2018年全国新能源汽车动力电池装机总量约56.98GWh，同比大幅增长56%。预计随着新能源车产销的快速增长，到2020年国内新能源汽车动力电池装机总量有望达到123GWh。
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相关报告：华经产业研究院发布的《2019-2025年中国新能源汽车行业市场调查研究及投资前景预测报告》
磷酸铁锂及三元锂电池是目前动力电池中的主要类型，2018年磷酸铁锂及三元锂电池出货量分别为21.57GWh和30.70GWh，份额占比分别达到38%和54%，同比增长分别为20%和92%。三元锂电池因其能量密度优势大，受纯电动乘用车增长拉动，市场份额持续提升，大幅超越磷酸铁锂市场份额。
资料来源：公开资料整理
三、动力电池回收需求及效益分析
第一，废旧动力电池含大量重金属和有机物，严重威胁环境和人类的健康。虽然废旧锂离子电池中不包含干电池和铅酸电池中的汞、镉、铅等毒害性较大的重金属元素，但是其含有重金属化合物、六氟磷酸锂(LiPF6)、苯类、酯类化合物，难以被微生物降解。废旧锂离子电池一旦进入环境中，电池中的重金属离子、有机物、碳粉尘、氟化物等将可能造成严重的环境污染。其中正极材料中的重金属镍、钴、锰污染使环境的pH升高，污染水体和土壤；负极材料中的碳材和石墨会引发粉尘污染，嵌锂也会使环境的pH升高；电解质及其转化物，如LiPF6、LiBF4、LiAsF6、HF、P2O5、B2O3等，引发氟污染改变环境酸碱度，产生的有毒气体污染空气并经由皮肤、呼吸对人体造成刺激；电解质溶剂及其分解和水解产物会引发醛、酮、甲醇等有机物污染；隔膜材料会造成有机物污染；粘结剂受热分解产生HF和氟污染。这些都会严重威胁环境和人类的健康。
电池中材料的潜在环境污染
类别 | 常用材料 | 潜在环境污染 |
正极材料 | 镍、钴、锰、锂金属、磷酸铁锂等 | 酸盐改变土壤酸碱性，同时技术元素带来重金属污染 |
负极材料 | 石墨 | 粉尘污染 |
电解质 | LiPF6、LiBF4、LiAsF6等 | 氧化产生有毒物质五氧化二磷等，且磷酸等产物改变环境酸碱度 |
电解质溶剂 | 碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等 | 对土壤、水造成有机污染物 |
其他有机辅料 | 聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、偏氟乙烯（VDF）等 | 对土壤、水造成有机污染物 |
资料来源：公开资料整理
第二，动力电池中含有大量可回收的高价值金属，如锂、钴、镍等，回收后能够产生较大的经济效益。与此同时，回收的 金属能够在一定程度上增加部分材料在国内的供给来源，具备经济性。
不同类型动力电池的金属含量占比
动力电池类型 | 主要包含金属 | 镍含量占比 | 钴含量占比 | 锰含量占比 | 锂含量占比 | 稀土元素含量占比 |
镍氢电池 | 镍、钴、铼 | 35% | 4% | 1% | - | 8% |
钴酸锂电池 | 锂、钴 | - | 18% | - | 2% | - |
磷酸铁锂电池 | 锂 | - | - | - | 1.10% | - |
锰酸锂电池 | 锂、锰 | - | - | 10.70% | 1.40% | - |
三元系材料 | 锂、镍、锰、钴 | 12% | 5% | 7% | 1.20% | - |
数据来源：公开资料整理
第三，动力电池对容量要求较高，当电池容量退化到70%~80%时，已经不能满足新能源汽车的需求，必须更换新的动力电池。但是这些电池仍有比较大的利用空间，通过对其进行拆解分拣重新组合，应用到光伏电站、微电网等大型用电领域，或者通过将动力电池小型化，装配到UPS电源、低速代步车、电动自行车和家用充放电系统中。梯次利用不仅能充分发挥退役电池的剩余寿命，而且从商业模式上进一步降低电池成本。对于磷酸铁锂电池，由于含有的高价金属材料比例低，拆解回收经济性较差。在理想状态下，回收一吨磷酸铁锂电池仅能创造1.3万元的收入，不足以覆盖回收成本。同时考虑到磷酸铁锂电池的可循环次数较高，比较适合采用梯次利用的方式以充分利用其剩余容量。
资源再生是指退役的动力电池首先经过拆解破碎，再通过化学、物理或者生物过程得到高纯锂盐和其他前驱体材料的过程。三元动力电池中含有大量锂钴镍锰金属，回收收益较高，同时三元动力电池循环次数较低，梯次利用价值不大，更适合直接进行报废回收。
相比于中国的电动汽车，国外发达国家在动力汽车的产业上起步较早，比我国更早面临退役动力电池的回收问题，国外在动力电池回收上的做法对我们有一定的借鉴作用。从国外的经验来看，德国的博世集团利用宝马的ActiveE和i3纯电动车报废的电池建造了2MW/2MWh的大型官府电站储能项目，相比于在大型储能系统上开展应用需要考虑的电池一致性问题，在个人领域上的应用对一致性的要求就比较低。国外车企在这方面已经成立了有关公司开展相应的业务，4REnergy公司是日产汽车与住友商事株式会社在2010合资成立的，致力于实现日产聆风的锂电池二次商业化利用。公司回收日本和美国市场中聆风汽车的废旧电池用于住宅及商用的储能设备，目前已经推出两款储能电池产品。以外，ABB和日产聆风合作处理退役电池，特斯拉的Powerwall项目。
国外梯次利用项目
国外企业 | 相关项目 |
日产聆风（日本） | 日产聆风(Leaf)电动车的二次电池为JohanCruijff竞技场供电。该公司安装了一个巨大的储能系统，由148个日产聆风电池组组成，每小时能产生2.8兆瓦能量，并从安装于体育场屋顶的4,200多块太阳能电池板中获取能量。 |
FreeWire（美国） | 美国的FreeWire公司推出了一款叫Mobi的电动汽车移动充电站。这款产品是由废旧电动车电池制成，能储存48kwh的电量，超过目前市面上大部分电动汽车的电池容量。 |
4REnergy（日本） | 日产汽车与住友商事株式会社在2010合资成立了4REnergy株式会社，致力于实现日产聆风的锂电池二次商业化利用。公司回收日本和美国市场中聆风汽车的废旧电池用于住宅及商用的储能设备。 |
Younicos（欧洲） | 在欧洲，Younicos回收电池用以建立组合分布式能源的虚拟电厂，并会参与一次调频市场的电价制定。德国博世集团利用宝马的ActiveE和i3纯电动汽车报废的电池建造了2MW/2MWh的大型光伏电站储能系统。 |
Tesla（美国） | 特斯拉也在电网级储能应用，家用储能墙，太阳能储能等业务做了部署。这些未来也都是潜在梯次利用的场景。 |
资料来源：公开资料整理
四、动力电池回收行业发展的利好因素
1、政策支持
2006年发改委等部位联合印发《汽车产品回收利用技术政策》，成为推动汽车产品报废回收制度的指导性文件，其中提出建立以汽车生产企业为主导的管理体系，电动汽车生产企业要负责回收、处理其销售的电动汽车蓄电池。2012年9月，国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划》，提出要制定动力电池回收利用管理办法，建立动力电池梯次利用和回收管理体系，对动力电池回收利用体系及制度建设提出明确要求。之后，动力电池回收政策集中于指导、标准制定阶段。
进入2018年，动力电池回收政策出台明显加速。2月，工信部牵头7部委联合印发《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，确立生产者责任延伸制度，建立动力蓄电池溯源信息系统，鼓励先梯次利用后再生利用。7月，工信部发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》，提出将建立“新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台”，对动力蓄电池生产、销售、使用、报废、回收、利用等全过程进行信息采集，对各环节主体履行回收利用责任情况实施监测。
动力电池回收利用政策梳理
时间 | 发布单位 | 政策名称 | 主要内容 |
2006.2 | 发改委等 | 汽车产品回收利用技术政策推动汽车产品报废回收制度的指导性文件。 | 汽车生产、使用、报废回收等环节要建立起以汽车生产企业为主导的完善的管理体系。电动汽车（含混合动力汽车等）生产企业要负责回收、处理其销售的电动汽车的蓄电池，国家对从事报废汽车处理业务的企业实行核准管理制度，从事收集、拆解、利用、处置报废汽车的单位，必须申请领取许可证。 |
2009.6 | 工信部 | 新能源汽车生产企业及产品准入管理规则 | 新能源汽车生产企业准入条件及审查要求应当建立完整的销售和售后服务管理体系，包括政策和和零部件（如电池）回收，并有能力实施。 |
2012.7 | 国务院 | 节能与新能源汽车产业发展规划 | 制定动力电池回收利用管理办法，建立动力电池梯次利用和回收管理体系，引导动力电池生产企业加强对废旧电池的回收利用，鼓励发展专业的电池回收利用企业。 |
2014.7 | 国务院 | 国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见 | 研究制定动力电池回收利用政策，探索利用基金、押金、强制回收等方式促进废旧动力电池回收，建立健全废旧动力电池循环利用体系。 |
2015.3 | 工信部 | 汽车动力蓄电池行业规范条件 | 动力蓄电池系统生产企业应会同汽车整车企业研究制定可操作的废旧动力电池回收处理、再利用方案。 |
2016.1 | 发改委、工信部、环保局、商务部、质检总局 | 电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策（2015版） | 指导企业合理开展电动汽车动力蓄电池的设计、生产及回收利用工作，建立上下游企业联动的动力蓄电池回收利用体系。国家将在现有资金渠道内对梯级利用企业和再生利用企业的技术研发、设备进口给与支持，支持动力蓄电池相关回收利用技术和装备的研发。 |
2016.2 | 工信部 | 新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件、新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法 | 对综合利用企业的企业布局与项目建设条件，规模、装备和工艺，资源综合利用及能耗，环境保护要求，产品质量和职业教育，安全生产、职业健康和社会责任等方面对企业提出相应要求。 |
2016.12 | 工信部 | 新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法（征求意见稿） | 对在生产、使用、利用、贮存及运输过程中产生的废旧动力蓄电池回收办法进行规定；落实生产者责任延伸制度，汽车生产企业承担动力蓄电池回收利用主体责任。 |
2016.12 | 工信部 | 关于加快推进再生资源产业发展的指导意见 | 开展新能源汽车动力电池回收利用试点，建立完善废旧动力电池资源化利用标准体系，推进废旧动力电池梯级利用。 |
2016.12 | 环保部（原） | 废电池污染防治技术政策 | 逐步建立废铅蓄电池、废新能源动力蓄电池等的收集、运输、贮存、利用、处置过程的信息化监管体系。 |
2017.1 | 国务院 | 生产者责任延伸制度推行方案 | 建立电动汽车动力电池回收利用体系，电动汽车及动力电池生产企业应负责建立废旧电池回收网络，利用售后服务网络回收废旧电池，统计并发布回收信息，确保废旧电池规范回收利用和安全处置。 |
2017.1 | 工信部 | 新能源汽车生产企业及产品准入管理规则 | 新能源汽车生产企业应当建立新能源汽车产品售后服务承诺制度，包括电池回收。实施新能源汽车动力电池溯源信息管理，跟踪记录动力电池回收利用情况。 |
2017.2 | 工信部、发改委、科技部、财政部 | 促进汽车动力电池发展行动方案 | 适时发布实施动力电池回收利用管理办法，强化企业在动力电池生产、使用、回收、再利用等环节的主体责任，逐步建立完善动力电池回收利用管理体系。 |
2017.5 | 国家标准化管理委员会 | 车用动力电池回收利用拆解规范 | 回收拆解企业应具有相关资质，进一步保证了动力电池安全、环保、高效的回收利用。 |
2017.7 | 国家标准化管理委员会 | 车用动力电池回收利用余能检测 | 建立起适用于废旧动力蓄电池剩余容量检测的统一标准，规定车用废旧动力蓄电池余能检测的术语、定义、符号、检测要求、检测流程及检测方法，适用于车用废旧锂离子动力蓄电池和金属氢化物镍动力蓄电池单体、模块的余能检测。 |
2018.2 | 七部委 | 新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法 | 电池生产企业应及时向汽车生产企业等提供动力蓄电池拆解及贮存技术信息；汽车生产企业动公开动力蓄电池拆卸、拆解及贮存技术信息说明；电池生产企业及汽车生产企业在生产过程中报废的动力蓄电池应移交至回收服务网点或综合利用企业。 |
2018.2 | 中机中心 | 关于开通汽车动力蓄电池编码备案系统的通知 | 从事汽车动力蓄电池（含梯级利用）生产、在中华人民共和国境内销售动力蓄电池产品的独立法人企业，可按照《汽车动力蓄电池编码规则》（GB/T34014-2017）和本通知的要求，通过“汽车动力蓄电池编码备案系统”，申请厂商代码，并备案编码中“规格代码”和“追溯信息代码”的编制规则。 |
2018.3 | 工信部等七部委 | 新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案 | 建立完善动力蓄电池回收利用体系，探索形成动力蓄电池回收利用创新商业合作模式。回收利用试点工作以试点地区为中心向周边区域辐射，支持中国铁塔公司等企业结合各地区试点工作开展动力蓄电池梯次利用示范工程建设。 |
2018.6 | 工信部 | 道路机动车辆生产企业准入许可审查要求(征求意见稿)、道路机动车辆产品准入许可审查要求(征求意见稿) | 提出企业应建立废旧动力蓄电池稳定的回收渠道，确保废旧动力蓄电池安全回收。 |
2018.7 | 工信部 | 新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定 | 按照相关要求建立“新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台”，对动力蓄电池生产、销售、使用、报废、回收、利用等全过程进行信息采集，对各环节主体履行回收利用责任情况实施监测。 |
2018.7 | 工信部等七部委 | 关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知 | 推动汽车生产企业落实生产者责任延伸制度，建立回收服务网点，充分发挥现有售后服务渠道优势，与电池生产、报废汽车回收拆解及综合利用企业合作构建区域化回收利用体系。做好动力蓄电池回收利用相关信息公开，采取回购、以旧换新等措施促进动力蓄电池回收。 |
2018.7 | 发改委 | 汽车产业投资管理规定(征求意见稿) | 动力电池回收利用领域重点发展动力电池高效回收利用技术和专用装备,推动梯级利用、再生利用与处置等能力建设。新建车用动力电池单体/系统投资项目应配套建设车用动力电池回收管理体系。动力电池回收、梯级利用、再生利用与处置等投资项目，应符合国家政策和标准要求，采用先进适用的技术工艺及装备，保障不可利用残余物环保处置，实施环保无害化处理。 |
2018.7 | 全国汽车标准化技术委员会 | 车用动力电池回收利用材料回收要求（征求意见稿） | 动力蓄电池单体物理回收过程，铜、铁、铝元素的综合回收率应不低于 90%。锂离子动力蓄电池材料中镍、钴、锰元素的综合回收率应不低于 98%，锂元素的回收率应不低于85%，其他主要元素回收率应不低于90%；镍氢动力蓄电池材料中镍元素的回收率应不低于98%，稀土等其他元素回收率宜不低于95%。 |
数据来源：公开资料整理
2018年7月，工信部等7部委联合组织对新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案进行评议，确定京津冀地区、山西、上海、江苏、浙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西、四川、甘肃、青海、宁波、厦门及中国铁塔股份有限公司为试点地区和企业。
2、动力电池回收企业竞争较小，发展潜力大
国内电池回收主要由众多中小回收公司组成，这些公司大多缺乏资质，工艺设备落后、回收成本低廉，难以保证资源回收效率，在回收过程中会产生大量废液、废渣等污染物，造成对环境的二次污染。专业回收公司技术先进、工艺规范，但在我国数量较少，产能恐无法满足全部动力电池回收的需要。工信部发布的第一批符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单仅有5家，显示动力电池回收行业仍需进一步规范。
动力电池回收行业主要企业
序号 | 所属地区 | 企业名称 |
1 | 浙江省 | 衢州华友钴新材料有限公司 |
2 | 江西省 | 赣州市豪鹏科技有限公司 |
3 | 湖北省 | 荆门市格林美新材料有限公司 |
4 | 湖南省 | 湖南邦普循环科技有限公司 |
5 | 广东省 | 广东光华科技股份有限公司 |
资料来源：公开资料整理
