动力电池回收与梯次利用

Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com 动力电池回收与梯次利用 主讲人张雨 时 间 2019年 5月 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com 目录 一、电池回收及梯次利用的行业现状 二、电池回收及梯次利用布局和实践 三、未来趋势 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com 一、电池回收及梯次利用的行业现状 （一）新能源汽车领域 （二）动力电池领域 （三）电池回收和梯次利用市场规模 （四）政策推动及导向 （五）电池梯次利用的难题 （六）动力电池回收技术 （七）电池回收成本分析 （八）电池梯级利用回收价值分析 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （一）新能源汽车领域 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 0.02 0.21 0.61 1.69 3.38 11.77 50.02 101.17 181.87 303.65 单位万辆 图 2009-2018年中国新能源汽车历年累计产量分析 截至 2018年底，中国新能源汽车 累计产量已经超过 300万辆，已成 为全球最大的新能源汽车产销大 国 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （一）新能源汽车领域 预计 2020年和 2025年中国新能源 汽车保有量分别为 500万辆、 2000万辆， 2030年有望达到 8000万辆。 图 2014-2020年中国新能源汽车保有量分析 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 E 2020年 E 22 42 91 153 261 350 500 保有量 单位万辆 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （二）动力电池领域 自 2014年新能源汽车补贴政策推出后，作为新 能源汽车产业链的关键环节，动力电池装机量迅 速增长，并将长期受益于新能源汽车的销量和渗 透率而持续提升；其中，三元电池装机量增速比 较明显。 图 2014-2018年中国动力电池装机量分析 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 3.71 16.47 28.28 36.26 56.89 单位 GWh Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （二）动力电池领域 从动力电池配套量来看，乐观预计 2019年动力 电池累计退役量约为 8GWh；未来几年动力电池 退役量将呈现快速增长态势，预计 2020年动力 电池的退役量将达到 20GWh， 2025年将超过 90GWh。 图 2020-2025年中国动力电池退役量分析 2020年 E 2021年 E 2022年 E 2023年 E 2024年 E 2025年 E 20 26 30 43 62 91 单位 GWh Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （三）电池回收和梯次利用市场规模 动力电池回收项目，目前主要是回收拆解和梯次 利用两种处理方式。 三元动力电池，理论上能实现每吨大约 4.2万元 的经济收益，从而使其具备经济可行性。 而磷酸铁锂电池，如果通过报废拆解仅能实现每 吨大约 0.93万元的经济收益，难以覆盖其回收成 本，因此，磷酸铁锂电池更适合用于梯次利用。 图中国动力电池主要金属回收预测 1.8 0.3 1.1 0.3 14 8.7 1.2 26 0 5 10 15 20 25 30 0 0.5 1 1.5 2 镍 钴 锰 锂 回收量万吨 回收价格亿元 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （三）电池回收和梯次利用市场规模 根据预测，今年新增报废的动力电池中，镍的可 回收利用量较高约为 1.8万吨，相应的回收价格 约为 14亿元。 与镍相比，锂的回收量虽然相对较少，但回收价 格远超过镍，约为 26亿元。 从市场规模来看，预计到 2020年中国动力电池 回收拆解和梯次利用的总体市场规模将超过 66亿 元，到 2022年整体市场规模将达到 131亿元。 图 2018-2022年中国动力电池回收拆解和梯次利用市场规模 2018年 2019年 E 2020年 E 2021年 E 2022年 E 8.98 17.99 44.21 72.93 80.11 3.19 12.12 22.56 37.97 50.93 单位亿元 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （四）政策推动及导向 发布时间 政策名称 内容摘要 2017.01 生产责任延伸制度推行方案 确定对电器电子、汽车、铅酸电池和包装物等四类产品生产责任延伸制度，逐步建立全国统一的汽车全生命周期信息管理，加强报废汽车产品回收利用管理。 2017.02 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锂电池回收利用试点，建立完善废旧动力电池资源利用标准体系，推进废旧动力锂电池的梯级利用。 2017.05 车用动力电池回收拆解规范 2017年 12月 1日正式实施，明确指出回收拆解企业应具相关资质，进一步保证的动力电池安全、环保、高效的回收利用。 2017.07 电动汽车动力蓄电池产品规格尺寸；汽车动力蓄电池编码规则；车用动力电池回收利用裕能检测 2018年 2月正式实施，使动力电池产品规格尺寸，编码规则和回收余能利用检测有标准可依。 2018.05 新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规 定 2018年 8月 1日施行，国家对企业溯源责任进行监督管理，针对汽车生产、电池生产、报废汽车回收建立管理制度，加强溯源管理。 2018.07 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。 2018.07 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 确定京津冀地区、山西省、上海市、江苏省、浙江省、安徽省、江西省、河南省、湖北省、湖南省、 广东省、广西壮族自治区、四川省、甘肃省、青海省、宁波市、厦门市及中国铁塔股份有限公司为 试点地区和企业。 2018.09 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 第一批 符合规范条件企业名单有华友钴新材料、豪鹏科技、格林美、邦普循环科技、光华科技。 2018.09 新能源汽车动力蓄电池回收服务网点信息正式公 布 新能源汽车动力蓄电池回收服务网点的信息情况，每季度更新一次。将在新能源汽车动力蓄电池回收服务网点信息在部门户网站“公共服务平台”专栏予以公布。 2019.01 汽车行业绿色供应链管理企业评价指标体系 等公告 本指标体系规定了汽车行业绿色供应链管理的技术要求，将汽车行业绿色供应链管理企业评价指标 分为 5个方面，分别为管理战略指标、绿色采购及供应商管理指标、绿色生产指标、绿色消费及回 收指标、绿色信息平台建设及信息披露指标。 2019.01 电动汽车安全指南 涵盖电动乘用车、电动客车、电池单体和模组、电池系统、充电、回收利用、事故处理等十一个专题。 2019.03 关于加快推进工业节能与绿色发展的通知 重点支持开展退役新能源汽车动力蓄电池梯级利用和再利用。 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （五）电池梯次利用的难题 一 、 对梯次利用行业缺少政策引导和规范 二 、 回收和梯次利用价值链未打通 三 、 退役的电池找不到适宜的应用场景 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （六）动力电池回收技术 废旧锂离子电池的资源化技术，是将废旧锂离子电池中有价值的成分，依据其各自的物理、化学性质，将其分离。 按照不同的提取工艺分类，目前锂离子电池的回收技术主要分为以下几大类 应用等离子技术处理垃圾和危废在欧洲已经有广泛的应用，这项技术在国内仍处于起步时期，商用化更尚处于空白阶段。 天劲股份是国内首家应用等离子技术对废旧电池进行回收，实现生产流程无害化和极高的回收效率，能够为整个企业乃至整 个行业良好的经济效益和社会效益。 干法回收技术 这种方法并不能彻底的回 收正负极材料，这种方法 工艺较简单，但因为回收 的产品纯度低，类似于把 材料再做个梯次；工艺流 程较短，回收的针对性不 强，仅实现金属分离回收 的初步阶段。 湿法回收技术 工艺比较复杂，但各有价 金属的回收率较高，是目 前主要处理废旧镍氢电池 和锂离子电池的技术。主 要包括湿法冶金、化学萃 取法、离子交换法等。 生物回收技术 具有成本低、污染小、可 重复利用的特点，是未来 锂离子电池回收技术发展 的理想方向。 等离子电池材料回收技术 整个工艺流程步骤对比诸 如 Toxco工艺、 Valibat工 艺、 Umicore工艺都较为 简化，不涉及化学物质如 硫酸、卤盐的添加，这样 就可以杜绝有害废水废气 的二次污染问题，提纯度 高达 99以上。 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （七）电池回收成本分析 传统回收模式回收成本较 高，难以回收动力电池，整车企 业较难承担。 创新回收模式，极大的降 低了回收成本，推动动力电池回 收市场。 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （八）电池梯级利用回收价值分析 EV梯级利用锂电池寿命 5年，回收价值根据使用年限、单体电池形状、数量等相关，年限分 5个级别，使用年限越多梯级利用价值越低 （装车未使用可考虑价值略高）。单体电池形状也是价格考虑因素 18650、 26650型号通用性强价值略高 特斯拉、沃特玛 、塑胶壳电池价值 略低（长江 EV）、铝壳电池适中（ CATL） ,单一型号数量多价格也会略高。 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com 二、 电池回收及梯次利用布局和实践 （一）新能源乘用车 （二）新能源客车 （三）国际车企电池回收布局思路 （四）国内车企电池回收布局思路 （五）国内外主要废旧电池回收企业 （六）典型企业回收模式 （七）中国主要梯次利用试点项目 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （一）新能源乘用车 图 2014-2018年新能源乘用装机量排名前五配套主要电芯尺寸 乘用车 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 方型尺 寸 （ mm） 27116142 17311620 416145.557 173121.545 173122.550 17311620 416145.557 173121.545 26.514891 119.5172.519.8 39014658 1066522 1482791 119.5172.519.8 39.514895 13529220 13529220 26.514891 5214895 1485295 1865140 22524848 17311620 39.514891 19.565140 软包尺 寸 （ mm） 1617.2227 2287.3268 2287.3268 6160230 6160230 2582617 1617.2227 1612277.2 2692127.2 1617.45227 2287.3268 1888.5236 1497.4240 1265132 2287.1268 1326516 2361888.5 1265132 2287268 7.772150 1617227 2001329.0 2321647.5 7.772150 7.5156240 三元方型电芯的技术标准，目前主要以三元 148系列为主，像宁德时代、比亚迪、力神电池、塔菲尔、中航锂电等；从比亚迪汽车目前配套的电池 电芯尺寸来看，尺寸多集中在 173*122.5*50，采用在原有 PHEV2规格上增加宽度和高度来提高电芯的容量和能量密度。下一代方型电芯 VDA590模组 尺寸将会往 221*44*103靠拢。 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （二）新能源客车 图 2014-2019年 Q1宇通客车新能源客车领域配套主要尺寸电芯装机量对比分析 单位 MWh 软包尺寸（ mm） 2014年 软包尺寸（ mm） 2016年 软包尺寸（ mm） 2018年 21211268 6.40 24519211 96.09 6.9220127 31.57 24519014 1.01 24518113.5 23.73 24519011.2 30.62 24519211 0.53 21211268 1.32 10.5181245 17.69 24519213 0.08 10161221 0.91 7.2220126 16.19 软包尺寸（ mm） 2015年 软包尺寸（ mm） 2017年 18124510.8 12.45 24519211 13.08 24519011.2 101.96 24519014 0.02 24519014 7.24 7.2220126 69.89 软包尺寸（ mm） 2019年 Q1 21211268 1.75 10.5181245 28.17 24519011.2 10.41 24519211 8.65 6.9220127 1.57 24519014 1.23 18124510.8 1.32 24518113.5 0.11 24519014 0.04 软包电池方面，通过分析新能源汽车客车领域的代表企业 宇通客车配套的软包电池电芯尺寸，我们可以看出，电芯尺寸规格集 中趋势较明显，从各尺寸电芯装机量上可以看出，尺寸多集中在 245*190*11.2，这也是软包电芯在逐步往 VDA标准上靠拢。 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （三）国际车企电池回收布局思路 特斯拉 主要是针对已经耗尽寿命的电动车电池组， 回收利用其中有价值的电池材料用于生产新 电池。 特斯拉在内达华州正在研发一种电池回收 系统。该独特的电池回收系统可处理电池 生产废料和报废电池。通过该系统，锂和 钴等关键矿物与电池中的铜、铝和钢等所 有金属的回收率将达到最高，并用于生产 新电池。 宝马公司 联手比利时材料回收公司优美科 Umicore 以及瑞典电池公司 Northvolt共同创建汽车 电池回收企业。 宝马将提供其在电池研发方面的专业知识， 优美科将负责活性负极和正极材料的开发和 回收。 本田汽车 计划到 2025年使用废旧锂离子电池作为原 料，开始生产镍钴合金。 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （四）国内车企电池回收布局思路 目前回收与利用较为主流的有两种方法，一是再生利用 拆解电池提炼金属和原料 ，二是梯级利用 二次或多次利用 。国内包括比亚迪、上汽集团、北汽新能源、广汽新能源、长安等 10家主流车企也在 动力电池回收领域布局。 从回收路径来看，国内车企主要都选择设立动力电池回收服务网点，主要分为自有销售渠道建设回 收网点模式和与第三方回收企业合作共建回收网点模式。其中自有销售渠道建设回收网点模式是主流， 主要是依托经销商的 4S店进行相应的回收，约 80％企业采用这种模式。 在方式选择上，普遍趋势是车企选择与第三方回收企业或者电池企业合作。如北汽牵手华友钴业、 比亚迪联手格林美、上汽集团与宁德时代等等。 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （五）国内外主要废旧电池回收企业 表国外主要废旧电池回收企业列举 国家 企业名称 回收工艺 回收材料 比利时 Unicore 高温热解 钴、镍等 美国 RetrievTechenolongies 低温球磨 -湿法冶金 锂、镍、钴等 法国 Recupyl 拆解 -湿法；浸出 -净化 铝、钴、锂、不锈钢等 日本 住友金属矿山 基于原有镍、铜冶炼工艺 镍、铜 德国 IME 热解 -湿法工艺 铁、镍、钴合金、碳酸锂 日本 Mitsubishi 冷冻 -热解 -干法 铁、铜箔、碳酸锂等 瑞士 Batrec 破碎 高温热解 镍、钴、氧化锰等 表中国主要废旧电池回收企业列举 企业名称 重要工序 主要产出产品 格林美 液相合成和高温合成 球状钴粉 邦普循环 定向循环和逆向产品定位 镍钴锰酸锂、电池级四氧化三钴 赣锋锂业 电解法和纯碱静压法 碳酸锂和电池级氧化锂 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （六）典型企业回收模式 1、邦普循环动力锂电池 车身整车回收模式 针对新能源汽车与动力锂电池同时报废以及处理成本高等情况，邦普 集团提出“动力锂电池与车身整车回收”的模式，这种回收模式不仅可以保 证运输过程中的安全性，还能够降低包装和运输费用。 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （六）典型企业回收模式 2、 格林美构建“ 1N”废旧电池回收利用网络 2018年，格林美继续围绕新能 源全生命周期价值链，构建“ 1N” 废旧电池回收利用网络，先后与三 星、东风、北汽等 140多家车企、电 池企业签订了电池回收处理协议。 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （六）典型企业回收模式 3、泰力回收“废物” “资源”再利用企业 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （七）中国主要梯次利用试点项目 试点公司 试点项目 中国铁塔 首批试点 57个基站，运行状况良好。 2017年，进一步扩大试点规模，在五个省建立了总计 0.3GWh的梯次利用基站， 2018年 1月中国铁塔还与桑德集团等 16家企业签订新能源汽车动力电池回收利用战略合作伙伴协议。 煦达新能源 2017年 9月，国内首套 MWH级工商业梯级电池储能系统项目在江苏投运，储能系统成本低于 1月 /Wh，通过消峰填谷每天可生产 625元的峰谷价差收益，预计 5年即可回收投资成本。 中航锂电 梯次利用电池已应用于中国铁塔公司通讯基站；并在其园区实施了太阳能储能示范项目。 宁德时代 与宇通、上汽、北汽、吉利等车企展开合作回收废旧动力电池，将其改造用于储能。 比亚迪 委托授权经销商将废旧动力电池运到宝龙工厂进行梯次利用；废电池运送到惠州材料工厂拆解回收。 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com 三、未来趋势 （一）梯次利用的意义 （二）未来趋势 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （一）梯次利用的意义 1、 2019年动力电池退役量开 始呈现出爆发式增长，如不进 行合理的梯次利用，将造成巨 大的资源浪费以及环境污染。 2、动力电池梯次利用是新能 源汽车动力电池闭环产业链中 至关重要的一个环节 ， 是解决 新能源汽车发展后顾之忧的关 键。 3、动力电池梯次利用是解决 新能源汽车成本居高不下的重 要手段，最大限度发挥动力电 池的全生命周期价值，可以分 摊新能源汽车动力电池成本。 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com （二）未来趋势 磷酸铁锂电池的梯 次利用将有更广阔 的盈利前景。 生产年份较早的电 池退役后的梯次利 用的价值偏低，部 分还存在较高的安 全隐患。 梯次利用过程中的 关键技术有待突 破。 随着动力电池的价 格不断的降低，退 役动力电池的价格 也将不断降低，动 力电池梯次利用将 逐渐接近经济拐 点。 通过政策来不断的 扶持促进技术和商 业模式的成熟。 2020-2022年以 后，伴随动力电池 最终报废寿命的临 近，动力电池回收 量将会迎来“高 峰”。 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 www.cbea.com 感谢观看 THANKS 中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会 Power Battery Application Branch of China Industrial Association of Power Sources