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文档简介

1、 动力电池回收:即将迎来大规模放量电动车报废年限接近、退役高峰来临新能源汽车产销高增带动动力电池装机量走高。根据中国汽车动力电池产业创新联盟的统计,近年来我国动力电池的装机量水平呈现出了明显的上升趋势。2013-2021 年,我国动力电池装机量从 0.8 GWh 上升至 154.5GWh,CAGR 为 93.1%;2022 年 1 月,我国动力电池产量共计 29.7GWh,同比上升 146.2%,装机量共计 16.2GWh,同比上升 86.9%。在新能源汽车产销量高增长的背景下,动力电池装机量持续走高。图 1:2018-2021 年中国动力电池装车量及增速1801601401201008060

2、40200动力电池装机量(GWh)增速(%)363346154.563.67256.962.2143200.816.528.33.736.3572829201320142015201620172018201920202021400%350%300%250%200%150%100%50%0%中国汽车动力电池产业创新联盟,第一电动网,新能源汽车逐步报废,动力电池退役高峰来临。中国新能源汽车于 2013 年开始大规模推广应用,并于 2014 年进入爆发式增长阶段,而我国运营类新能源汽车动力电池的报废年限为 3 至 5 年,私人乘用车的动力电池报废周期为 5 至 8 年。我们假设前期以商用车应用为主的

3、磷酸铁锂使用年限为 4 年,叠加 2 年的梯次利用,之后可进入报废环节;假设三元电池使用 5-6 年后直接进入报废环节,因此判断 2021 年前后动力电池是退役的高峰。此外,由于 2021 年动力电池装机量激增,预计将导致 2027 年前后电池报废量快速提升。图 2:2021 年-2027 年预计中国动力电池报废量GWh三元铁锂652220227318163339394611201601401201008060402002021E2022E2023E2024E2025E2026E2027E资料来源:前瞻产业研究院,预测废旧动力电池存在较大环境风险,推动电池回收的发展废旧动力电池对环境和人体健康

4、具有潜在威胁,需有效回收处理。电池正极材料中的重金属能够升高环境的 PH 值,处理不当也会产生有毒气体。此外,动力电池中含有的多种金属、电解液会危害人体健康,如钴元素可能导致人体出现胃肠功能紊乱、耳聋、心肌缺血等症状。有效的应对措施是对废旧动力电池加以回收处理,这将推动电池回收行业的健康发展。表 1:废旧动力电池对环境和人体健康的影响材料种类具体物质化学特性产生的影响正极材料钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等与酸碱反应后,产生重金属燃烧后产生一氧化碳并带来重金属污染,升高环境PH值燃烧产生的一氧化碳和固负极材料石墨等六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、电解液溶质高氯酸锂、二草酸硼酸锂大量粉尘具有强烈的腐蚀性,遇水

5、或高温能够产生有毒气体体粉尘颗粒污染空气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有机物可通过皮肤、呼吸电解液溶剂EC、EMC、DMC燃烧能够产生一氧化碳与氟、浓硫酸、强碱、碱金属接触,对人体造成刺激 受热分解产生氢氟酸和氟其他材料含氟聚合物侯兵电动汽车动力电池回收模式研究,产生反应污染退役动力电池具有资源属性,回收价值较高动力电池材料需求旺盛,供给紧张催化钴、锂、镍等金属价格上涨。在目前新能源汽车产销高增及资源供给相对紧张的带动下,钴、锂、镍等金属的价格均出现了不同程度的上行,截至 2022 年 2 月 23 日,我国金属锂(99%工业级、电池级)价格收报 245 万元/吨,较去年

6、同期上涨约 367%;截至 2022 年 2 月 17 日,电解钴(99.8%)市场均价约为 53.35 万元/吨,较去年同期上涨约 87%;截至 2022 年 2 月 21 日,碳酸锂(99.5%电池级)市场均价约为 44.8 万元/吨,氢氧化锂(56.5%)市场均价约为 38.45 万元/吨。在目前锂钴镍价格持续上行的背景下,电池回收所得到的金属将实现较高的经济效益。图 3:2020-2022 年国内金属锂市场均价图 4:2020-2022 年国内电解钴市场均价300250200150100500价格:金属锂99%工、电:国产(万元/吨)价格:前驱体:电解钴:电池级:99.8%(万元/吨)

7、6050403020100资料来源:百川盈孚,资料来源:百川盈孚,图 5:2020.2-2022.2 国内碳酸锂市场均价图 6:2020.2-2022.2 国内氢氧化锂市场均价价格:碳酸锂99.5%电:国产(万元/吨)50454035302520151050价格:氢氧化锂56.5%:国产(万元/吨)454035302520151050百川盈孚,百川盈孚,政策红利期有望带来行业规模爆发,企业加速入局国家多部门密集出台相关政策,助推行业发展。2012 年开始,国务院制定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,之后工信部、商务部等多部委均发布了相关政策。2021 年 10

8、月,工信部表示将加快推进动力电池回收利用立法,完善监管措施等,从法规、政策、技术、标准、产业等方面,加快推动新能源汽车动力电池回收利用。政策红利期将推动动力电池回收行业规范化发展。表 2:电池回收及梯级利用相关政策时间发布主体政策重点内容明确将对废旧动力蓄电池进行必要的检验检测、分类、拆分、电池修2021 年工信部等五部委2020 年国务院办公厅2020 年工信部2020 年商务部、工信部等2019 年工信部2019 年工信部工信部、国家机关新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)京津冀及周边地区工业资源综合利用产业协同转型提升计划(2020-202

9、2 年)报废机动车回收管理办法实施细则新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营指南(征求意见稿)新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件(2019年本)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(2019 年本)关于加强绿色数据中心建设复或重组为梯次产品,使其可应用至其他领域的动力电池梯次利用方案。在动力电池循环体系方面,规划要求落实生产者责任延伸制度,加强新能源汽车动力电池溯源管理平台建设,实现动力电池全生命周期可追溯。加强区域互补,统筹推进区域回收利用体系建设。推动山西、山东、河北、河南、内蒙在储能、通信基站备电等领域建设梯次利用典型示范项目。支持动力电池资源化利用项

10、目建设,全面提升区域退役动力电池回收处理能力。对动力电池回收利用做了进一步规定,要求回收拆解企业对报废新能源汽车的废旧动力蓄电池 或其他类型储能装置进行拆卸、收集、贮存、运输及回收利用,加强全过程安全管理。明确指出新能源汽车生产及梯次利用等企业应按照国家有关管理要求建立回收服务网点,新能源汽车生产、动力蓄电池生产、报废机动车回收拆解、综合利用等企业可共建、共用回收服务网点。明确指出综合利用是指对新能源汽车废旧动力蓄电池进行多层次、多用途的合理利用,主要包括梯级利用和再生利用,让动力电池回收体系更加完善安全。在满足可靠性要求的前提下,试点梯次利用动力电池作为数据中心削2019 年事务管理局、国家

11、能源局的指导意见峰填谷的储能电池。时间发布主体政策重点内容道路机动车辆生产企业准入许可审查要求( 征求意见2018 年工信部2018 年工信部2018 年工信部等七部委2018 年工信部等七部委2018 年发改委全国汽车标准化稿)、道路机动车辆产品准 入许可审查要求(征求意见稿)新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案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汽车产业投资管理规定(征求意见稿)车用动力电池回收利用材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。规定了电池的回收利

12、用管理机制,各地区也发布了电池回收处理制度,明确规定了车企要承担主体回收责任,即“谁制造谁回收”。完善动力蓄电池回收利用体系,形成动力蓄电池回收利用创新商业合作模式。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。建立回收服务网点,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。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,采用先进适用的技术工艺及装备。锂

13、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%,2018 年2017 年2017 年2017 年技术委员会 国家标准化管理委员会国家标准化管理委员会工信部、发改委、科技部和财政部料回收要求(征求意见稿)车用动力电池回收利用拆解规范电动汽车用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余能检测促进汽车动力电池发展行动方案新能源汽车生产企业及产品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%。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。使动力电池产品规格尺寸、编码规则和回收利用余能检测有标准可依。适时发

14、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。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2017 年工信部2017 年国务院2017 年国务院准入管理规则生产者责任延伸制度推行方案生产者责任延伸制度推行方案括电池回收。建立电动汽车动力电池回收利用体系。到 2020 年,重点品种的废弃产品规范回收与循环利用率平均达到 40%。到 2025 年,重点产品的再生原料使用比例达到 20%,废弃产品规范回收与循环利用率平均达到 50%。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、2016

15、 年工信部废电池污染防治技术政策关于加快推进再生资源产业利用、处置过程的信息化监管体系。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2016 年工信部2016 年工信部发展的指导意见新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法源化利用标准体系,推进废旧动力电池梯级利用。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。明确了锂离子电池再生处理必须具备危险废物经营许可证方可运行;2016 年工信部废电池污染防范技术政策新能源汽车废旧动力蓄电池2016 年工信部综合利用行业规范条件鼓励研发电池

16、逆向拆解成套设备,锂离子电池的隔膜、金属产品和电极材料再生处理装备等新技术。明确废旧电池回收责任主体为生产者,加强行业管理与回收监管。2016 年发改委、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。2015 年工信部汽车动力蓄电池行业规范条回收系统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时间发布主体政策重点内容件收处理、再利用方案。2014 年国务院2012 年国务院2009 年工信部2006 年发改委等国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的

17、指导意见节能与新能源汽车产业发展规划新能源汽车生产企业及产品准入管理规则汽车产品回收利用技术政策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。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。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。电动汽车(含混合动力汽车等)生产企业负责回收、处理其销售的电动汽车的蓄电池,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、

18、拆解、利用、处置报废汽车的单位,必须申请领取许可证。资料来源:相关政府部门网站,锂电池回收行业空间巨大假设:1)三元电池使用 5 年后进入报废期,磷酸铁锂电池为 4 年正常使用加 2 年梯次利用;2)电池生产企业每年废料占当年电池装机量的 5%;3)镍钴锰的电池回收率为 98%,锂的回收率为 85%。我们根据回收后生成的金属盐(包括碳酸锂、硫酸镍钴锰等)的价格,测算 2027 年全球锂电池回收行业空间市场超 1500 亿元。表 3:2021-2027 年全球锂电池回收市场空间测算20212022E2023E2024E2025E2026E2027E电池装机量(GWh)42467386812161

19、64821532762电池装机量(GWh)22637047164080410751387NCM523&333124185212224201269347三元电池NCM622345980115161215277NCM8114593141256402538693其他23333845405469钴酸锂616773818998108磷酸铁锂1372363244967569801268电池厂废料2134436182108138电池装机量(GWh)11.318.523.632.040.253.869.3NCM523&3336.29.310.611.210.013.417.3三元电池NCM62

20、21.73.04.05.88.010.813.9NCM8112.34.67.112.820.126.934.7其他1.11.71.92.22.02.73.5钴酸锂3.03.33.74.04.44.95.4磷酸铁锂6.911.816.224.837.849.063.4正极材料重量与电池装机量比例(万吨/GWh)NCM523&3330.190.190.190.190.190.190.19三元电池NCM622NCM8110.170.150.170.150.170.150.170.150.160.150.160.150.160.15其他0.220.220.220.220.210.210.21钴

21、酸锂0.170.160.160.160.160.160.16磷酸铁锂0.190.190.190.190.190.190.19正极材料的回收重量(万吨)三元电池NCM523&33310.217.019.119.025.938.043.4NCM6221.42.63.44.57.211.915.8NCM8110.82.43.75.310.018.226.5其他6.78.511.216.738.362.183.9钴酸锂6.88.19.410.211.011.812.7磷酸铁锂10.217.019.119.025.938.043.4金属回收重量(万吨)Li1.32.02.42.74.06.07.

22、6Ni3.46.37.78.913.822.329.1Co5.98.09.410.012.416.118.7Mn2.03.33.83.95.58.39.8可生产金属盐的重量(万吨)碳酸锂7111314213240硫酸镍1528354062100130硫酸钴28384548597789硫酸锰6101212172530金属盐的价格(万元/吨)碳酸锂16352520151515硫酸镍343.53.2332.8硫酸钴911109876硫酸锰0.81.11.0510.90.80.7电池回收市场空间(亿元)41291589785699313391526GGII,SNE research,测算行业空间大吸引

23、众多企业纷纷入局,具有资质的企业有望增加。在巨大市场空间的吸引及国家“十四五”循环经济发展目标等的引领下,众多企业加速布局动力电池回收及梯次利用业务:2020 年动力电池回收企业注册量为 2579 家,同比高增 253.3%。但目前符合新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件的企业只有 45 家,未来随着行业规范化增强,具有资质的企业数量有望增加。图 7:2011-2020 年中国动力电池回收相关企业注册量及增长图 8:符合新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件的企业(部分)动力电池回收相关企业注册量同比(%)3000250020001500100050002011 2012 201

24、3 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020300%253.3257998.946.027.9-31.327.7 25.839.2 29.2991736887221 278406 565730250%200%150%100%50%0%-50%资料来源:企查查,智研咨询,资料来源:工信部, 回收工艺较成熟,商业模式多样湿法回收技术成熟,已大规模应用锂电池的回收处理过程主要包括预处理和后续处理两个阶段。预处理包括:1)分类、放电、拆解和粉碎,通过不同方式放电后,除去电池的外包装,去除金属钢壳得到里面的电芯;2)活性物质与集流体的分离;3)集流体及电解液的回收和再利用。后

25、续处理是对正极材料中的高价值金属进行回收,并生成金属盐进行销售,如将镍、钴、锰、锂回收并生产为硫酸镍/钴/锰、碳酸锂等。图 9:锂电池资源回收过程示意图资料来源:新材料产业微信公众号正极材料回收处理技术也可分成物理回收、湿法回收、热法回收及生物浸出法,各有优劣。物理回收是使用精细拆解及材料修复等技术进行回收,可全自动无污染拆解,经济性较好。湿法回收反应速度较慢且工艺较为复杂,但对设备等要求较低且产品纯度较高,为目前主流工艺。热法回收工艺较为简单,但回收率低、能耗较高、有污染。生物回收利用微生物浸出,污染小、能耗低、微生物可重复利用,但微生物菌类培育困难,浸出环境要求高,尚处于起步阶段。表 4:

26、后续处理技术对比处理方法内容优点缺点精细拆解技术;能够将电池中的 7 种材料全组分自物理回收湿法回收热法回收生物回收动精确分离回收;材料修复技术;可将正、负极材料修复再生,重新回到生产环节对锂电池进行破碎分选溶解浸出分离回收的处理过程,主要包括化学沉淀、溶剂萃取以及离子交换等三种方法不通过溶液等媒介,直接实现各类电池材料或者有价金属的回收,主要包括机械分选法和高温热解法利用微生物浸出,将体系的有用组分转化为可溶化合物,并选择性地溶解出来,实现目标组分与杂质组分分离,最终回收锂钴镍等有价金属全组分、全自动、无污染拆解,可回收磷酸铁锂电池,经济性好对设备和操作要求低,化学反应选择多,产品纯度高,对

27、于电池重金属物质回收效率高工艺简单,可回收汞、镍、锌等更多的重金属成本低,污染小,能源消耗低,微生物可重复利用人工强度大,其他有价金属回收困难工艺流程较长,回收过程涉及腐蚀性溶剂,存在废液污染等问题回收率较低,能耗较高,且产生一定的废弃污染尚处于起步阶段,微生物菌类培育困难,浸出环境要求高资料来源:葛志浩、颜辉国内动力电池梯次回收利用发展简述,湿法回收是锂电池最常用且成熟的技术。使用化学溶剂将镍钴锰锂等金属离子从正极材料中转移到浸出液,再通过离子交换、吸附和共沉淀等方式,将金属离子形成无机盐或氧化物,如碳酸锂、硫酸镍、硫酸钴等。该项技术工艺较为复杂,但金属回收率高,纯度高,目前已广泛使用。图

28、10:湿法冶金法工艺流程图资料来源:顶立科技官网,回收电池负极材料石墨可应用于制备导电石墨和废水处理领域。目前石墨仍然是商业动力电池中使用最广泛的负极材料,废旧石墨含有金属元素、有机物粘结剂等杂质,可对废旧石墨进行净化处理,从中回收高附加值产品。图 11:负极废旧石墨净化回收流程图Wy A , Yi G A , Zhen S A , et al. A review on comprehensive recycling of spent power lithium-ion battery in China.商业模式多样,回收来源是核心回收渠道是电池回收的关键。电池回收渠道包括整车厂、电池厂、汽车

29、拆解企业、梯次利用商、贸易商等,回收渠道种类多,且废旧电池配方、形状各异,如何建立稳定的电池回收渠道至关重要。现阶段 3C 电池报废较多,预计未来动力和储能电池将是主要来源,电池回收企业应与整车厂、电池厂、汽车后市场服务商、互联网企业共同探索合作模式。图 12:电池回收企业的产业链郝硕硕等基于成本核算的废旧动力电池回收模式分析与趋势研究,动力电池企业回收模式主要是以电池厂为主导进行展开。动力电池厂商除了生产动力电池外,正在加大电池回收的职责。电池厂商通过收购、合作或成立合资企业等方式布局电池回收业务,提高上游原料采购的议价能力,降低电池材料成本。动力电池企业回收模式的代表企业是宁德时代,通过收

30、购邦普的方式布局电池回收领域,一定程度上也降低了电池材料成本。图 13:宁德时代与邦普的合作模式广东邦普官网行业联盟回收模式是通过联盟内各成员企业的经销服务网络回收,再由电池处理企业进行回收再利用的商业模式。单个企业在实际回收过程中会遇到许多困难,例如回收电池数量不够或是回收渠道较少等。为解决此类问题,部分汽车制造商以联盟形式构建回收系统,回收旗下销售的退役动力电池。该模式的代表企业为北汽新能源,专注于退役电池的梯次利用,实现新能源汽车、动力电池、太阳能发电的能源储存等深度融合,进而实现动力电池价值的最大化利用。图 14:行业联盟回收模式流程图侯兵电动汽车动力电池回收模式研究,第三方回收企业模

31、式应用较为广泛,需与电池厂商紧密合作。第三方电池回收企业在电池回收的技术和工艺上具备较强的优势,但需要自主搭建回收网络,通过与整车厂商、电池厂商达成合作等方式建立稳定的电池回收渠道。以天奇股份为例,通过深度绑定整车厂,加强与废旧电池贸易商、电池厂商、互联网企业的合作,建立了完整的废旧锂离子电池原料采购、回收处理和产品销售的产业链条。图 15:第三方回收企业模式流程图侯兵电动汽车动力电池回收模式研究,回收经济性分析镍钴废料定价在国内市场已经形成固定模式。其主要根据为废料中所含钴镍金属量和成分的复杂程度,再按照国际市场钴镍金属交易价格的一定百分比进行确定。具体如下:P=p*c%*P: 指废料价格;

32、p: 国际市场钴镍金属交易价格;c%: 指单位重量废料中所含钴镍金属量占废料重量的比例; :指根据废料的成份和复杂程度确定的计价系数。计价系数 的确定与废旧电池的品位、复杂程度等因素。目前计价系数有 5 个档位具体分布如下:表 5:废旧电池回收定价模式(格林美招股书)档位成分计价系数第一档成分单一、杂质含量少、品位高的钴镍废料60%-70%第二档高品位的电池废料(含钴镍 20%以上)50%-60%第三档含有三种以上金属含量的钴镍废料(含量 10%以上)30%-45%第四档低品位、无危害性废渣(含量 5%以下)10%以下第五档复杂且有一定危害性的废料0-10%格林美公司公告,三元电池回收经济性好

33、,碳酸锂涨价使得磷酸铁锂回收有利可图。根据黎华玲等 2018年发表的锂离子动力电池的电极材料回收模式及经济性分析,采用湿法回收技术处理每吨废旧电池,LFP 亏损 312 元,三元材料则可盈利 6355 元。在过去几年中,回收磷酸铁锂动力电池的经济性较差,但 2021 年以来,随着碳酸锂的市场价快速提升,回收磷酸铁锂也具有较好的盈利能力。表 6:湿法回收技术处理成本和经济性费用项目具体内容磷酸铁锂 (元/吨)三元/(元/吨)原材料购买废旧电池10008000辅助材料酸碱溶液、沉淀剂等35006000燃料动力成本水、电、天然气等15001500环境治理废气、废水、废渣等处理15001800拆解电池

34、拆解10001000人工工资9001000设备成本维护费200200折旧费700900其他场地费20002000合计1230022400湿法回收技术经济收益电池回收方法所得物质价格/(元/kg)产出/kg总回收收入/元废铜2548.6再生 LFP 材料66.5163.0废铜25.048.6再生三元材料170.0162.0LFP 电池湿法 11988.0三元材料电池湿法28755.0资料来源:黎华玲等锂离子动力电池的电极材料回收模式及经济性分析2018 年, 主要企业介绍广东邦普:携手宁德时代,打造产业闭环深耕锂电池回收业务多年。广东邦普成立于 2005 年,自成立起将锂电池回收作为核心业务,建

35、立系统的回收体系和先进的回收处理技术,陆续完成“从废旧镍氢电池中回收制备硫酸镍”“从废旧锂离子电池中回收制备氯化钴”等项目;不断发力研发端,成立研究院士工作站、研究开发中心等;参与制定多项标准,推动行业发展。携手宁德时代,打造“电池生产-使用-梯次利用-回收与资源再生”产业闭环。图 16:广东邦普锂电池回收业务发展历史广东邦普官网,积极扩增产能,助力长期发展。广东邦普具有处理废旧电池总量超 12 万吨/年、生产前驱体材料的产能约 4 万吨/年的产能。2021 年 10 月,经宁德时代董事会审议通过,拟由广东邦普及其控股子公司建设邦普一体化电池材料产业园项目,项目主要建设具备废旧电池材料回收、磷

36、酸铁锂及三元前驱体、磷酸铁锂、钴酸锂及三元正极材料、石墨、磷酸等集约化、规模化的生产基地,项目投资总不超过人民币 320 亿元。图 17:公司电池回收业务产品与服务广东邦普官网,产学研合作,推动公司技术进步。公司注重校企合作,与清华大学等高校建立合作关系,引进中国工程院院士为公司首席科学家,联合开发完成多个重要项目并实现投产,承担国家科技部“十一五”“十二五”科技支撑计划重大项目。公司参与制修订废旧电池回收、电池材料等相关标准共计 196 项,申请电池回收、NCM 材料、动电回收等国家专利近 500 件,已承担电池回收、NCM 材料、动电回收、汽车回收等政府项目共 251 项,共发表期刊论文

37、172 篇。表 7:广东邦普废旧电池回收相关专利专利名专利号简介废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法新能源车用动力电池回收方法一种以废旧锂电池为原料逆向回收制备镍钴酸锂的工艺利用废旧电池负极石墨的碳基氧还原催化剂及其制备方法专利之星,CN101628761ACN102347520ACN103400965ACN111653794A先对废水分步混凝沉降处理,后砂滤炭滤离子交换深度净化处理,出水水质达国家污水综合排放一级标准,可返回生产循环利用。(1)放电:去除电池剩余电量;(2)初步分拆;(3)电池单体性能检测及分类;(4)电池单体拆解:取出其正负极极片;(5)湿法冶炼提取金属;(6)对有

38、使用价值的电池单体,按电容量分级归类并应用到产品中去。通过逆向回收工艺再生正极材料,所得镍钴酸锂初级产品通过还原性金属粉,使所得镍钴酸锂具氧空位,得 LiNixCo1-xO2-y(0.33x0.67,0.05y0.5);能够简化合成工艺,降低制备氧空位的成本。(1)将回收的石墨渣、过渡金属盐和氮源加入酸溶液,冰浴搅拌,得到络合物溶液;(2)将络合物溶液水浴加热、干燥,得到催化剂前体;(3)将催化剂前体在惰性气体氛围下热处理,即得所述碳基氧还原催化剂。公司主要采用湿法回收工艺。在资源回收技术上,邦普对废锂电池进行破碎、热解、粉碎及反复筛分磁选等全自动化预处理后得到含镍、钴的精料,再经过一系列化学

39、除杂等工艺生成特定形状的三元材料前驱体(镍氢锰氢氧化物)。将三元前驱体和碳酸锂作为反应物,在氧气氛围中按照设定的温度程序进行烧结,即得到镍钴锰酸锂正极材料。图 18:邦普循环利用废旧动力电池生产硫酸镍钴、硫酸锰流程图资料来源:邦普一种选择性回收废旧锂电池中有价金属的方法,格林美:技术引领发展,布局全生命周期深化上下游合作,创建从报废端到绿消费端的循环模式。公司是回收、利用废弃钴镍资源,生产销售超细钴镍粉体材料产品。与亿纬锂能、孚能科技等多家电池厂展开合作,公司“电池回收原料再造材料再造电池包再造新能源汽车服务”的新能源全生命周期产业链将实现战略升级,建立动力电池回收利用与镍钴资源的定向循环深度

40、合作关系,并借此夯实公司产业链核心地位,创建从报废端到绿消费端的大循环模式。图 19:格林美全生命周期价值链体系资料来源:格林美官网,"2+N+2"动力电池回收循环利用产业布局。公司树立“电池回收领跑世界,循环利用覆盖全球”循环产业理念,横跨东西辐射南北产业布局。构建“2+N+2”动力电池回收利用产业体系:第一个“2”即为武汉+无锡两个综合回收处置中心,“N”即为公司其他回收处置基地+其他社会回收网络,以平台化模式发展上下游的回收网络平台,第二个“2”即为荆门+泰兴两个资源化利用中心,形成“武汉+荆门”与“无锡+泰兴”两个闭路循环的动力电池综合利用产业链。图 20:&quo

41、t;2+N+2"动力电池回收循环利用产业布局资料来源:格林美官网,公司积极扩增产能,规模优势将显现。公司依托自身湿法冶金技术领先优势,建成荆门、泰兴、无锡、宁德、印尼等动力电池材料再制造中心,目前年产能 13 万吨,计划在 2025年将三元前驱体出货量提升至 40 万吨。公司建成荆门、武汉、无锡、天津、宁波、深汕等 6 大动力电池综合利用中心,布局“沟河江海”全球网络回收体系。目前,年处理能力35 万套,年拆解产能20 万吨,梯次利用产能1.5 GWh,产品主要应用于低速电动车用电池、工程机械用动力电池、工业 UPS 等领域。图 21:格林美动力电池材料再制造中心及动力电池综合利用中

42、心资料来源:格林美官网,资质叠加技术,双轮驱动发展。公司持续深耕行业,获得全国有色金属技术标准优秀奖一等奖、全国循环经济先进单位、全国再生资源优秀园区等资质荣誉,荆门格林美、武汉格林美、无锡格林美分别入选工信部第一批、第二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再生利用、梯次利用企业名单。公司资质优势为其带来了优质的客户资源,公司聚焦三星、LGC、CATL、Ecopro、厦钨、容百等高镍三元前驱体核心客户,不断深化产业链融合,强化与全球 TOP5 电池厂商的深度合作。图 22:格林美废旧电池回收业务典型合作伙伴资料来源:格林美官网,公司主要技术路线为湿法回收。公司拥有 20 年湿法化

43、学技术底蕴,建立了完整的 “化学原料体系+前驱体制造体系”:将回收得到的含钴镍废料经放电、拆解、破碎及分选等预处理步骤后,经高温熔炼提纯得到粗合金,再经过球磨、酸溶、电化学活化溶解得到镍钴粗溶液,对经过化学提纯、萃取提纯得到的高纯镍钴溶液进行液相合成,可得到镍钴前驱体,对其进行高温热处理,即可得到相应粉体。图 23:格林美废旧电池回收工艺流程资料来源:格林美招股说明书,研发实力强劲,专利成果丰富。公司自主研发了百余项核心技术,累计申请 2181 件专利,编制修订 273 件国家和行业标准,取得了三元动力电池原料与材料制造、电子废弃物循环利用、硬质合金废料综合利用等行业关键技术成果。公司实现了电

44、子废弃物绿色循环关键技术及产业化,攻克的报废线路板免焚烧、无氰化处理的环保技术是中国在该领域位居世界一流的核心技术;攻克钴镍等稀缺资源循环利用的关键技术,使循环再造超细钴镍材料替代主流产品。图 24:2015-2020 年公司专利申请及授权累计总量图 25:2015-2020 年公司主导/参与制订、修订标准累计总量25002000150010005000申请专利(件)授权专利(件)250200150100500主导(项)参与(项)18613810712278323335404044229218119561665119512489001026854545399681481201520162017

45、201820192020201520162017201820192020资料来源:格林美官网,资料来源:格林美官网,表 8:格林美废旧电池回收相关专利专利名称专利号简介(1)负极片在惰性气氛下烘干后加入去离子水,搅拌得负极活性材料与一种回收锂电池负极材料中的锂的方法一种锂电池正极材料连续焙烧方法及装置续回收操作时,只需将其作为阳极进行电解还原反应。一种废旧磷酸(1) 对废旧磷酸铁锂电池放电,剥离外壳并拆分得电池正、负极及隔膜;(2) 将(1)的电池正、负极和隔膜焙烧、粉碎过筛,得含锂正极材料;铁锂电池的回收方法CN111276767A(3)将(2)的含锂正极材料和粘结剂球磨混合,压制成块煅烧,

46、得混合物;(4)将(3)的混合物与还原剂球磨混合后高温真空还原、真空蒸馏及真空冷凝,得金属锂。一种锂离子电池负极锂回收处理装置CN107069133ACN107342444ACN109494423A覆碳铜箔,过滤后在惰性气氛下烘干得负极活性物质;(2)将负极活性物质压制后用石墨夹具夹住作阳极,金属锂作阴极,1mol/L 的六氟磷酸锂碳酸酯类溶液作电解液;(3)外接电源采用 3.55V 的电势,通电使锂离子从阳极脱出沉积在阴极金属锂的表面。装置包括进料箱、冷却箱和焙烧炉,焙烧炉内设置上下层滑道,设置托盘机构实现盛料盘在上下层滑道的换位,实现了装有锂电池正极材料的盛料盘连续送入焙烧炉,并进行焙烧,

47、焙烧完成后,盛料盘从焙烧炉出口连续送出,实现了锂电池正极材料连续焙烧。装置内从上至下设置有烘干室、搅拌室和压滤室,将待处理的负极片进行电解液烘干、极片与活性物质分离、压滤烘干处理,得到成型活性材料,可批量生产,根据尺寸需要能设置压滤凹槽的形状和大小,进行后资料来源:专利之星,公司动力电池综合利用业务盈利能力呈上升趋势。2019-2020 年,公司动力电池综合利用业务盈利能力呈上升趋势,营业收入分别为 3388/9321 万元,占公司总业收入的比重有所上升,分别为 0.2%/0.8%,毛利率分别为 16.1%/20.0%。2021Q1-Q2,公司动力电池综合利用业务营业收入为 5475 万元,比

48、上年同期增加 75.9%,毛利率为 20.2%,比上年同期增加 0.2 个百分点。图 26:2019-2021H1 公司动力电池综合利用业务营业收入图 27:2019-2021H1 公司动力电池综合利用业务毛利率1000080006000400020000营业收入(万元)5474.73388.39321.325%20%15%10%5%0%16.1毛利率(%)20.020.2201920202021H1201920202021H1资料来源:格林美公告,资料来源:格林美公告,华友钴业:积极布局锂电回收,战略合作形成生态通过上下游合作展开锂电回收,打造产业生态。资源业务为公司三大业务板块之一,公司积

49、极布局锂电池循环回收:与中天鸿锂签订战略合作协议,双方将在动力蓄电池回收网络建设、梯次利用和再生利用环节上开展合作;与多家知名电池企业合作以废料换材料的战略合作模式;并与多家国内外整车企业达成退役电池回收再生合作。随着业务开拓,公司正在形成从钴镍资源、冶炼加工、三元前驱体、锂电正极材料到资源循环回收利用的新能源锂电产业生态。图 28:华友钴业业务展示资料来源:华友钴业公告,子公司资质卓越,积极扩产。公司子公司华友衢州和资源再生分别进入工信部发布的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第一批次和第二批次。华友循环 2018 年投产再生利用专用生产线,已实现年处理退役动力蓄电池 64680 吨,每年可综合回收钴 5783 吨(金属量)、镍 9432 吨(金属量)、锂 2050 吨(金属量)以及锰、铜箔、铝箔等有价元素。图 29:华友钴业产品系列资料来源:华友钴业官网,技术创新引领,持续推动发展。公司已累计完成了 1000 多项科技项目的研发、承担了 6 项国家级重大科研课题;曾获浙江省科技进步一等奖、环境保护科技进步一等奖以及其他科学技术进步奖 20 余项;多次荣获“全国首批绿色工厂”“浙江省绿色企业”“浙江省技术创新示范企业”等一系列国家/省/市级荣

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