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【电池】机械设备行业专题:电池回收系列专题(一):电池回收行业的发展模式

原文出处: 信达证券   贡献者:研报专业户

  本周专题:我国动力电池累计装机已超530GWh,废旧电池规模较大且增长较快,所面临的环保压力和废旧电池所蕴含的经济效益每年都在快速提升,电池回收势在必行。2021年我国动力电池装机量达到154.5GWh,占全球的52%,截至今年6月底我国动力电池累计装机量已达531.9GWh,保持全球领先地位。动力电池的性能会随着充电次数的增加不断衰减,一般而言,当电池容量衰减到总容量的80%时,动力电池将不能满足新能源汽车的要求,需要更换电池。环保方面,动力电池中有大量钴、镍等金属,以及氟化物、塑料隔膜等物质,这些物质如果不经过合理处理而直接放置在自然环境中,会对环境造成非常严重的伤害。经济效益方面,从新能源汽车上退役下来的动力电池仍然具有较高余能,并且动力电池中含有大量的钴、镍、锂以及其他稀有金属,将废旧动力电池进行回收后通过拆解、分离、提纯等加工后可再次用来生产动力电池或者其他产品,进而可充分利用此类有价金属,实现经济效益最大化。

  电池回收主要分为梯次利用及拆解回收两种方式。动力锂电池退役后需要进行余能检测,若余能在80%以上,可以通过修复和增容来提升其性能;余能为20%-80%的电池,虽然不能满足原来级别汽车的动力需求,但依然具有低端汽车及其他储能的价值,因此可以根据其具体需求进行梯级利用;对于余能不足20%的电池,则可以直接进行报废并拆解回收处理。按照经营主体分类,电池回收的商业模式主要分为锂电材料企业回收模式、生产者责任制回收模式、整车企业为主体回收模式以及梯次利用回收模式四类。锂电材料企业回收模式是锂电材料企业为主导,通过回收废弃电池中锂、钴、镍等关键有价材料资源,形成产业闭环,从而实现降本的商业模式。生产者责任制的回收模式将动力电池生产商对于电池的环境责任扩展到电池的整个生命周期中,即电池的生产、使用、回收以及报废处置等过程。退役的动力电池沿新品电池的物流路线逆向返回。整车企业为主体的回收模式是指因消费者使用不当等原因导致动力电池先于电动汽车报废时,维修或更换的电池由整车企业承担电池回收责任,整车企业将电池交至动力电池处理单位的回收模式。采用梯次利用回收模式的企业通常是并非电池以及电池回收业务的第三方企业。

  车用动力电池梯次利用工艺流程包括电池拆解、电池筛选、电池重组、系统集成等。退役电池包经过外观评估以及一致性检测则可以直接以整体形式用于低性能要求的场景;若未通过则需要将电池包拆解为电池模组或电池单体,并再次进行电池筛选。电池模组或电池单体需要进行外观评估、剩余寿命预测以及性能状态检测等筛选过程,通过后则需要进行电池重组。电池重组包括电池成组、均衡管理、BMS数据监管以及安全检测等步骤。安全检测通过后需要进行系统集成再进入低性能要求的场景。当退役电池梯次利用结束后,余能低于20%通常可以直接进行报废处理或进一步进行拆解回收。动力电池拆解回收工艺包括预处理工艺、正负极材料回收工艺及电解液回收工艺。预处理工艺包括放电、拆解、粉碎、分选等,预处理的目的是将电池内的金属外壳、电极材料等分离出来。正极材料回收工艺主要包括物理回收、化学回收以及生物回收工艺。其中,化学回收工艺又可以进一步细分为火法回收工艺和湿法回收工艺。石墨负极材料回收工艺通常采用热处理、浸出或研磨浮选的方式来回收。电解液回收工艺通常采用真空热解或萃取法。

  风险因素:疫情反复风险、政策变动风险等。

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