锂电回收行业研究报告千亿市场何以勇立潮头-工艺优化思路探索

锂电回收行业研究报告千亿市场何以勇立潮头_工艺优化思路探索一、行业整体情况（一）锂离子电池构成分析锂离子电池（LIBs）1990年由日本Sony公司研发成功并同时同时实现商业化，目前已广泛应用于各领域，主要应用领域范围涵盖便携式电子产品、电动车和大规模储能领域。较之于镍镉、镍氢电池，锂离子电池主要优势涵盖比能量高、循环性能不好、自放电大和并并无记忆效应等。锂离子电池主要结构涵盖电池壳和电芯，其中电芯涵盖负极、负极、隔膜、集流体和电解液。负极：88-89wt.%负极活性材料、7-8wt.%乙炔黑导电剂和3-4wt.%有机粘合剂，扁平乘合后涂敷于10-20微米的铝箔集流体上，即为为共同共同组成锂离子电池负极。常用负极活性材料纸盒内加磷酸铁锂（LiFePO4，LFP）、钴酸锂（LiCoO2，LCO）、镍钴锰三元材料（LiNixMnyCo1-x-yO2，NCM）、镍钴铝三元材料（LiNixCoyAl1-x-yO2，NCA）等。负极：88-90wt.%的负极活性材料（石墨或对数石墨结构的碳）、4-5wt.%的乙炔黑导电剂和6-7wt.%有机粘结剂，扁平混合后涂敷于7-15微米的铜箔集流体上，即为为共同共同组成锂离子电池负极。有机电解液：主要由电解质盐、有机溶剂和添加剂共同共同组成。电解质锂盐涵盖LiPF6、LiBF4等；有机溶剂涵盖酯类、醚类、砜类、腈类和硝基化合物等；添加剂按功能可以分为SEI成膜添加剂、负极保护添加剂、锂盐稳定剂、过放走充任保护剂和工程塑料添加剂等。隔膜：一种经特定成型的高分子薄膜微孔结构，可以并使锂离子民主自由通过，而电子无法通在过。主要存聚烯烃隔膜（聚乙烯、聚丙烯等聚合物）、无纺布类隔膜（天然纤维、微纤化纤维素和纤维素类纳米纤维）和陶瓷无机隔膜等。（二）废旧电池大规模除役催生电池回收行业蓬勃发展中国就是全球最轻的锂离子电池生产与消费国，具备完善产业链和一批具有国际竞争力和领导地位的电池头部企业。近年来国家政策持续大力支持崭新能源行业发展，新能源和储能呈圆形快速增长趋势，助推锂电池行业同步快速膨胀。根据GGII，2022年国内锂离子电池出货量655GWh，同比+100.3%，其中动力电池就是我国锂电池最轻细分品类，2022年占比73%。作为新能源汽车的关键部件，动力电池装机量伴随新能源汽车销量同步增长。参考中国汽车工业协会，2022年中国新能源汽车销量688.7万辆，同比+95.6%；参考Frost&Sullivan，动力电池装机量294.6GWh，同比+90.7%。如按照2022-2025年CAGR29%，2025-2030年CAGR22%测算，则预计中国动力电池装机量2025年可达632GWh，2030年可达1707GWh。当前动力电池的寿命约8-10年，但对新能源汽车动力电池来说，当其电池容量衰减至额定容量的80%时，就不再满足使用要求，因此实际有效寿命约5-7年。退役后的动力电池可直接回收，也可梯次利用在低性能要求的场景中。梯次利用适用于容量衰减至额定容量70-80%以下的动力电池，这类电池虽然不满足电动汽车的使用标准，但剩余电池容量仍能够满足其他设备的能源需求。对此类电池可实施拆解、筛分、重组，再系统集成为小型电池包，应用在一些对能量密度要求不高的领域，例如低速电动车（电动自行车、快递车等）、太阳能路灯、通信基站等。对于电池容量衰减超过40%的动力电池，则会进入拆解回收工序。由于磷酸铁锂电池平均循环寿命相对更长（4000次），电池容量衰减方式为缓慢均匀衰减，因此更适用于梯次利用；而三元电池平均循环寿命相对较短（2000次），稳定性较差，且含有镍钴锰等稀有金属，因此回收方式以拆解回收利用为主。我们假设：1）中国动力电池装机量2022-2025年CAGR为29%，2025-2030年CAGR为22%；2）三元电池在动力电池装机量中占比逐渐降低到30%，铁锂电池提升至70%；3）考虑到此前电池工艺/技术仍处于发展期，假设三元电池从装机第4年开始报废，每年报废1/3，3年报废完毕，不考虑梯次利用；铁锂电池从装机第5年开始退役，其中55%直接报废，45%梯次利用（梯次利用部分延期报废2年）；参考以上假设，预计2025年中国报废动力锂电池总重量为76.9万吨，2030年为419.8万吨。对于逐渐快速增长的除役动力锂电池市场，其回收的必要性主要突显在环境保护和经济性两方面。环境保护角度来看，锂离子电池所不含多种重金属、有机和无机化合物等有毒有害物质，一旦泄漏步入土壤、水体和大气，就可以引致轻微污染；钴、镍、铜、铝、锰等金属还具有累积效应，通过食物链天然在人体，具有非常大的危害性。因此亦需废旧锂离子电池进行集中无害化处理，回收其中的金属材料，确保人类的身心健康和环境的可持续发展。此外，参考郝思越，张伟等的《废旧动力电池回收再生利用概况》，回收再利用废旧喊叫力电池的原料可以有效率减少矿石原料碳排放的40%以上。经济性角度来看，废旧锂离子电池负极材料通常所不含Li、Co、Ni和Mn等存价金属元素，其金属含量甚至高于一些天然矿石；从矿石中提炼存价金属仍须较低的成本和能耗，从除役电池可以可供回收这些金属不仅能获得高纯度产品，还可以有效率降低成本，产生可观的经济效益。二、预计废旧电池可回收金属市场空间2025年为364亿元，2030年为1309亿元目前行业主要原材料源于废旧电池纸盒电池包/负极生产过程中的边角料。回收对象回去看一看，废旧电池/边角料回收以金属材料居多；主要原产在外壳、集流体和负极材料中。外壳和集流体中的金属基本以单质形式存，涵盖铜、铝、铁等；金属单质的回收较为直观，前期废旧、分拆即可顺利完成。负极中的金属涵盖钴、镍、锂、锰、铝、铁等，贫乏金属具有较低的价值量；但由于这些金属以化合物的形态存，回收较为困难，因此也就是当前的回收工艺核心。对于负极材料生产边角料的回收：总质量中88-89wt.%为负极活性材料、7-8wt.%为乙炔黑导电剂、3-4wt.%为有机粘合剂。对于废旧电池纸盒/电池包生产边角料的回收：根据邦普循环，磷酸铁锂电池纸盒质量构成来看，单体占比60%、外壳占比24%。其中磷酸铁锂电池单体中，负极活性材料磷酸铁锂占比32.1%，因此对于磷酸铁锂电池纸盒整体，磷酸铁锂占比约20%。三元聚合物锂电池纸盒质量构成来看，单体占比68.2%、外壳占比21%。其中负极材料在三元锂电池质量中占比39%。参考负极材料中88-89wt.%为负极活性材料，因此对于三元锂电池包整体，三元材料占比约24%。根据电池回收厂三种原料来源，我们进行了分别的测算，其中假设：1）废旧电池纸盒/边角料中，回收对象（高价值量金属）主要源于于负极活性材料；2）三元动力电池机内负极活性材料质量占比24%，磷酸铁锂动力电池机内负极活性材料质量占比20%；3）负极活性材料中，由于负极活性材料回收较少以金属单质形式，因此我们以主流金属化合物测算市场空间，镍、钴、锰、锂对应的金属化合物分别为硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰、碳酸锂。整体来看，3种原料来源下，预计2025年废旧电池/边角料中可回收硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰、碳酸锂、磷酸铁分别为19.4、4.9、4.4、12.2、20.3万吨；2030年分别为61.9、13.6、12.2、44.6、93.3万吨。比如按照硫酸镍3.5万元/吨、硫酸钴4万元/吨、硫酸锰0.5万元/吨、碳酸锂20万元/吨、磷酸铁1.5万元/吨的价格计，则2025年可回收金属总市场空间为364亿元，2022-2025年CAGR31.8%；2030年为1309亿元，2025-2030年CAGR29.2%。三、回收工艺剖析与成本测算锂离子电池主流回收工艺分为四种：湿法工艺、火法工艺、携手工艺和复原再生工艺。传统回收工艺主要为湿法、火法冶金回收。废旧锂离子电池经过振动、废旧、脱落、分后挑选出等预处理步骤，将负极、负极、隔膜从集流体上分拆，再经过脱落、过筛、磁选等青谢泽生，赢得高价值的失灵负极粉末。将负极材料经过火法或湿法处理，重新得到负极材料的前驱体，混合一定量的锂盐，热处理再分解成代莱负极材料。两种回收工艺通过完全烧毁电池中材料的旧有成分和结构，提取其中的元素作为崭新原料制取的前驱体。新兴轻而易举回收技术通常从失灵材料的成分和结构做起，不烧毁材料固有结构并同时同时实现结构再生，恢复正常材料的电化学活性。负极材料轻而易举回收主流技术涵盖固相法、熔融盐法、水热锂化、低共熔溶剂常压锂化等。固相法操作方式方式直观、应用领域极广，但能耗高；熔融盐法反应温度低，但对锂盐用量和热处理时间建议苛刻；水热法锂化温度更高、时间更长、反应更扁平，但高压环境存一定的安全隐患；低共熔溶剂法可以在常压下同时同时实现对失灵负极再生，且DESs绿色环保、可以循环利用，能大幅度降低回收成本，料用做大规模回收，但目前有关研究较太太少，适用于于于相同负极材料的DESs体系除了等候研发。目前废旧电池的轻而易举再生工艺仍处于研发实验阶段，暂未同时同时实现大规模使用。国内现有电池回收以传统工艺废旧+湿法冶金居多。回收企业先把除役电池人工/机械拆除解脱落为相同材料，以废旧居多业的企业可以将外壳塑料、铝粉、铜粉、负极粉等相同材料购得下游关联企业，下游对材料进行炼钢；一体化程度高的企业则轻而易举将赐死粉进行二者应炼钢，可以制成硫酸钴、硫酸镍等硫酸盐，也可以制成氢氧化镍、氢氧化钴等前驱体。参考邦普循环电池回收定向循环工艺：首先废旧废旧动力电池获得金属外壳，再水解回来除有机溶剂，过程用旋风除尘、碱液喷淋吸收，最后经过机械脱落选矿分理塑料外壳、负极、负极和隔膜等材料。负极材料酸浸后用P204、P507萃取除铜、除铁铝后，净化液倒入氨水碱化结晶分解成镍钴锰氢氧化物，再内嵌回收的碳酸锂，热处理制备三元材料。相较于国内，海外回收工艺以火法冶金居多，将预处理后的活性物质放在焚烧炉中高温除去有机物，选矿赢得金属合金，再通过干料/萃取等工艺赢得金属化合物。具体操作来看，废旧电池回收处理主要分后三个过程：预处理、二次处理与深度处理。进度表处理主要进行深度振动、脱落、物理选矿。二次处理就是为了并使正负极活性材料与基底刊发生分拆，主要存热处理法、有机溶剂熔融法、碱液熔融法等。深度处理涵盖干料和分拆提纯，对有价值的金属材料进行提取，就是回收过程的关键。（一）预处理与二次处理：振动、废旧与材料分拆由于锂离子电池成分繁琐、结构球状，轻而易举采用高温冶金或湿法冶金的方法回收效率较低。为提高回收利用效率，在从废电池中回收存价金属之前，通常仍须进行振动和初步分后距预处理，以减少金属的混合和回收过程中试剂与能量的消耗。1）振动为防止废旧电池短路、爆胎，在废旧电池之前，首先仍须对电池进行振动处理。主流的作法就是将电池正负极倒入导电盐溶液中，同时同时实现短路振动；这种方法效率高且均衡，成本高昂，适合小型废旧电池的振动处理。对于电动汽车用锂离子电池组，由于存留容量较多，也可以使用充放电机收集存留电量，检测存留电压处于安全范围后再步入废旧歼灭阶段。对于高容量电池的大批量工业化应用领域，也可以使用低温冷藏法，即将废旧电池冷藏至极低温度（比如液氮冷藏）失活并安全脱落；但该方法对设备建议较低，初期建设成本较低，目前采用该方法的公司存美国Umicore和Toxco。2）物流配送废旧由于相同活性材料、相同使用目的、相同电池制造商生产的电池在体积、外包装、材料组分后等方面的差异非常大，物流配送废旧的目的就是改成废旧电池（组）的外壳和外包装，减小电池体积，存针对性地分类处理相同类型废旧电池。在实验室研究和尚未规模化回收的企业，人工废旧就是主要的废旧方式。操作方式方式人员用刀、尖头等工具手动拆毁废旧电池单体，改成塑料或金属外壳，将外壳、正负极、隔膜等分拆上加。这种方式赢得的活性物质纯度相对较低，电芯作为一个整体步入时程处理阶段，卤质含量太太少。但人工废旧效率高、处理量小，仅能作为研究阶段或小作坊生产，难以实现规模化工业应用领域。正视大规模的回收过程，机械废旧在经济和工业应用领域方面极具优势。机械操作方式方式把塑料或金属外壳PCB的电池用钢锯研磨除去两端及壳体，获得电池内部的材料，再依据负极材料的化学组分采用极具针对性的回收工艺进行批量处理。在电池选矿方面，飞利浦设计的传感器能够感应器每块电池的磁场，测至适度反应频率，准确率能达致99%，但是电池必须逐个通过传感器，物流配送速度较慢。在德国，按照电池形状、大小经过直观人工恩典后，利用X射线检查法回去进一步细分相同共同共同组成成分的电池，复置放到传送带上的电池经过X射线的加载，实时分析出电池类型，机械选矿至相同的容器，选矿速度能达致12块/秒。在实际应用领域中，电池包-模组、模组-单体的废旧以手工居多，少数企业尝试采用自动化废旧；而从电芯至废粉，大部分企业都采用自动化废旧。工艺流程来看，废旧电池包由输送机物料首先送来入一级破机中进行粗脱落；粗脱落后的物料通过输送机送来入二级破机中进行次脱落；次脱落后的物料进经过输送机和磁选器除去铁后，再步入三破机中进行细脱落至粉末。粉末状态的物料由负压系统步入至旋风分离器中进行空气过滤器，并通过风机挤进气流分选机上；气流分选机并使相同密度的物质分层，将金属选矿出来，并使非金属由负压系统拎入脉冲除尘器进行集中。过滤器赢得的尾气由负压系统送来入尾气处理成立对备中空气净化，达致排放量标准后再进行高空排放量。3）歼灭筛分&活性材料与集流体分拆物流配送废旧后，仍须进一步分后挑选出所不含金属的材料，涵盖干法和湿法工艺。干法回收工艺就是所指不通过溶液等介质，轻而易举对存价金属进行回收，主要采用热处理+机Sommi分拆携手处理。机械分离法就是利用电池相同组分密度、磁性等物理性质的差异，采用色谱法、振动征选、磁选等方式征选分类脱落后的电池材料，同时同时实现塑料、金属外壳、铜箔、铝箔及电极材料的初步分拆。但电池活性材料就是通过粘结剂粘附至集流体上的，机械处理轻而易举分拆活性材料的分拆率仅较低：如果脱落强度较小许多活性材料无法完全回收，强渡河大又可以并使一些铜和铝被脱落成细小颗粒步入活性材料。因此除去有机粘结剂就是机械脱落前的必要步骤，首先通过热处理法将振动、废旧后的电极废料高温煅烧除去隔膜、粘结剂和碳材料等，再通过一系列机械处理（比如歼灭、筛分等）同时同时实现活性材料和集流体的分拆。干法回收操作方式方式工艺直观，在高温条件下反应快速，适合用做处理大量或者结构比较复杂的电池；但高能耗且容易引致大气污染，前期设备投资也较低。湿法回收工艺就是通过酸碱溶液对废旧锂电池中金属离子进行熔融，再使用结晶、熔化、萃取等方法将溶液中的离子进行再提取，并使其以氧化物、盐等形式分拆。在活性材料与集流体分拆工段，主要的湿法工艺存有机溶剂熔融法、碱熔融法等。有机溶剂煮沸法利用相似相溶原理，采用极性较强的有机溶剂熔融粘结剂，烧毁集流体和活性物质触碰界面的粘合，同时同时实现活性物质的崩溃；该方法不烧毁材料结构且不出现发生改变活性材料组分，回收效率高；但有机溶剂大多价格昂贵，且有毒易挥发，不适合大规模工业应用领域。碱液熔融法就是利用铝的两性性质，利用碱熔融铝箔，而活性物质不水溶性碱液，同时同时实现二者分拆；该方法操作方式方式直观、分拆效率高，但分解成的铝酸钠较难回收处理，强碱也极容易破损设备。湿法回收工艺过程较繁琐精细，但回收产品纯度更高，因此就是目前废旧电池回收工艺的宠儿。（二）深度处理：目标金属的干料与分拆提取电池回收的深度处理就是在预处理振动、废旧、脱落、分拆后，将电极材料熔融干料，并使其中的金属及化合物以离子形式步入至干料溶剂中，再分别进行对应金属的分拆回收；主要可以分为干料和提取两个阶段。1）干料干料就是废电池回收湿法工艺中的关键步骤，主要就是将预处理后的负极活性物质中的金属元素转型为溶液中的离子，不易时程分拆回收工序，常用的酸涵盖无机酸（HCl、H2SO4、HNO3、H3PO4等）、有机酸（草酸、柠檬酸、苹果酸等）。传统无机酸中，盐酸干料效果最佳，但易挥发，在反应过程中可以分解成Cl2；硝酸不仅易挥发，还具有强水解性，容易分解成有毒的氮氧化物，且价格高于盐酸和硫酸；硫酸价廉养胃，沸点较低，可以采用较低的干料温度提高干料速率和熔融率仅。但硫酸的干料效率相对较低，因此实际青谢泽生过程常在硫酸溶液中内嵌还原剂H2O2，且仍须较低的干料温度和非常大的液固比。但由于H2O2稳定性低、极容易水解，当前存很多研究致力于寻找更高效率均衡的替代物。除无机酸外，对环境友好的有机酸也就是目前的高度高度关注方向：有机酸较无机酸无法产生有毒气体，废液也没有弱酸性，不易处理，对设备破损较小；但有机酸价格较低，干料速度较慢，且液固比高于无机酸，对应负极材料处理能力距大于无机酸，因此难适用于于于大规模处理。如果仍须先废旧金属Al，也可以采用两步法先用碱液对金属材料熔融干料，再酸泡其他金属。整体来说，酸泡过程的核心就是反应温度、时间、酸浓度、固液比和转换成剂含量，直接影响至金属离子的浸取率仅。2）提取负极活性物质干料后，重点回收的钴、锂、镍、锰等金属均以离子形式存于浸出液中，仍须通过进一步的深度处理，进行全盘的分拆、提纯并回收，主流工艺涵盖化学沉淀法、溶剂萃取法、电化学沉积法等。化学沉淀法就是向金属浸出液中重新加入适当的沉淀剂，与金属离子发生结晶反应达致分拆效果。化学沉淀法的分拆机理就是一定pH下金属化合物的相同溶解度，在相同pH值下对Ni、Co、Mn、Li等相同金属离子进行梯次结晶分拆；这种方法提取率仅高、成本低、对设备的建议低，但由于部分金属结晶条件苛刻，如果没掌控不好沉淀剂用量和溶液酸碱度，可能会出现多种金属同时结晶的现象，难以分拆，引致不必要的资源浪费。萃取法就是挑选出一种特定的萃取剂或几种萃取剂的混合物，通过与目标金属离子形成均衡的协同物，在有机看上与浸出液拆分，再将协同物反萃同时同时实现金属离子的分拆提纯。萃取法优势就是目标金属离子提取准确、能耗低、操作方式方式方便快捷，回收率和纯度都比较高；但失掉点就是仍须大量化学试剂，存污染环境的风险，溶剂在萃取过程中也可以存一定外流，成本较低。通常情况下，混合萃取剂具有更好的协同效应，萃取效果优于单一萃取剂。目前国内电池回收工厂主要采用分步萃取的方法回收浸出液中的金属离子：首先将Cu、Al、Fe等杂质化学结晶除去，净化液采用P204萃取锰，功率有机二者经过硫酸溶液反萃、净化后赢得纯净硫酸锰溶液；萃余液再采用P507在相同pH条件下分别萃取Co、Ni，功率有机二者经过硫酸溶液反萃的至纯净硫酸钴、硫酸锰溶液。该方法可以制备氢铵的Mn、Co、Ni硫酸盐产品，但萃取过程使用的P204和P507萃取剂均需皂化处理，碱消耗量大；另外整个萃取流程相对较长、级数较多。电化学沉积法就是表示外电场促进作用下，通过金属的电极电位差异，并使浸出液中的目标金属离子在阴极发生电化学转换成反应赢得金属的方法。该方法简单易行、操作方式方式中不仍须内嵌化学试剂、引入杂质太太少，不仅并使产品的纯度和回收率很高，也避免了时程处理工艺的繁琐化。但缺点就是仍须消耗较多的电能，另外为避免其它金属离子的共沉积，仍须在前处理过程中纯化活性材料。（三）电池回收成本&产物价值量分析成本端的来看，电池回收成本结构主要分为两大块：废电池本身的费用和加工费。废电池本身的费用占比通常多于总体的50%，其他加工费涵盖辅助材料成本、燃料动力成本、环境治理成本、设备成本、人工成本、其他支出（场地费和、公摊费和、税费）等。参考黎华玲等《锂离子动力电池的电极材料回收模式及经济性分析》及SMM近期废电池回收价格，对于磷酸铁锂电池，假设电池包回收价格为18000元/吨，干法与湿法回收单吨成本（出售电池包以外）分别为5900元/吨与11300元/吨，总回收成本分别为23900元/吨与29300元/吨；对于三元电池，假设电池包回收价格为38000元/吨，干法与湿法回来收单吨成本（出售电池包以外）分别为6000元/吨与14400元/吨，总回收成本分别为44000元/吨与52400元/吨。尽管干法工艺相对直观、回收成本较低，但其产物中杂质更多、处理过程中污染更大，目标产物回收率也低于湿法，存一定工艺瑕疵；因此目前国内电池回收产线以湿法为主。对于磷酸铁锂电池，当前主要回收产物就是废铜、碳酸锂、磷酸铁。参考本文第二章的测称得上，磷酸铁锂动力电池机内，单体质量占比约60%，单体中负极材料质量占比约32.1%（活性材料在负极材料中质量占比88-89%），铜箔质量占比约10.8%；按照回收率铜箔98%、碳酸锂90%、磷酸铁95%假设，则单吨磷酸铁锂电池桂竹香提取废铜63.5kg、碳酸锂35.9kg、磷酸铁154.8kg，对应主要回收产物价值量1.7万元/吨磷酸铁锂电池纸盒。对于三元电池，当前主要回收产物就是硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰、碳酸锂。参考本文第二章的测算，三元动力电池机内，单体质量占比约68.2%，单体中负极材料质量占比约39%（活性材料在负极材料中质量占比88-89%），铜箔质量占比约13%；按照回收率铜箔98%、硫酸镍98%、硫酸钴98%、硫酸锰98%、碳酸锂85%假设，则单吨相同三元电池纸盒可以提放赐死铜86.9kg、硫酸镍123.4~293.6kg、硫酸钴36.8~123.6kg、硫酸锰35.8~120.4kg、碳酸锂84.9~85.7kg，对应主要回收产物价值量4.2-4.5万元/吨三元电池纸盒。通过成本与收益的核算，目前锂电回收行业仍处于微利甚至亏损的状态；主要就是2022年以来原材料端的废旧电池纸盒的高溢价。此前由于锂价较低，三元电池回收以镍钴为主，因此计价优惠系数仅突显镍、钴的价值；22年锂价大幅上涨，为突显锂价值量，只能够调高镍、钴的优惠系数；共振行业参与者激烈争夺战废旧电池纸盒资源，电池包的优惠系则数由正常情况下的70-80%大幅飙升，最高多于200%，与实际价值量水平存非常大偏差。行业重返理性，原料渠道、收率和成本掌控或是未来企业间竞争核心点。我们表示，22年的“加锂热潮”逐渐重返平静后，锂电回收行业终将重返有序；参考SMM明确提出的新计价公式，原料端的传统优惠系数计价方式的瑕疵也料被修正，废旧电池纸盒的定价与回来缴利润将更加合理。当成本占比最高的原材料不再变成不均衡因素，回收企业间的较量点或也将搬迁至原料渠道、收率和成本掌控上，本文也将在第五章对产业的优化思路进行深入探讨。四、行业现状分析与未来发展思索：回收体系规范化，管理制度完善与经济效益循序欧洲、美国、日本等发达国家及地区布局废旧电池回收领域较晚，法规框架与市场调节机制循序。1）欧盟2008年即为发布环境保护指令建议强制性回收废旧电池，阐述由电池生产商分摊回收费用；欧洲各国先后制定适度本国专项法律。此外，欧洲先后建立以多国政府和行业为主体的电池产业联盟，推动形成具有竞争力的回收产业链。参考电池回收体系最明朗的德国，目前已经建立起至至完善回收利用体系的法律制度，对电池生产商和经销商苛刻备案，规定经销商协同生产企业进行除役电池回收，消费者也存提交除役电池至选取回收商的法定义务。2）美国从联邦、州、地方三个层面构筑较为完善的电池回收利用法律体系，相互补齐、相互规范。美国电池回收行业的特点就是充分利用市场阳入节机制，政府规定汽车零售时向消费者和电池生产企业交纳一定环境附加费，作为电池除役回收大力支持资金，回收企业再以协议价将回收原材料出售给电池生产企业，兼有生产企业履行职责主体责任和回收企业的利润保证。此外，美国国际电池协会BCI还设立押金制度，规定消费者出售汽车时必须缴纳电池押金。3）日本政府1994年已经已经开始推行回收计划，从基本法、综合性法、专门法三个层面构筑较为健全的法律体系。日本电池回收网络中，电池生产企业利用零售商、汽车销售商等网点，从消费者手中免费回收废旧电池，转交专业回收公司处理，日本政府予以适度补贴政策鞭策电池生产企业的回收积极性。中国动力电池回收行业走在前列，从初步探索到逐渐落地完善。中国动力电池回收政策起源于2009年，工信部出台《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，首次提出将电池回收作为新能源汽车产品准入条件，随后颁布多项政策性文件和技术标准。中国近十年动力电池回收相关政策逐渐从萌芽期、探索期进入逐步完善期：萌芽期（2015年之前）动力电池回收相关政策分布零散，未以独立文件形式出现，政策指向性较欠缺；探索期（2015-2018年）政府开始重视动力电池回收规划，出台专项政策进行长期布局；逐步完善期（2018年至今）政府依据前续政策规划，逐步将政策内容从标准性、指引性转向实操端。尽管在回收技术等细致化要求上有部分欠缺，落地过程中也存在惩罚性规定和实施细节不具体、强制执行力不足的缺陷，但整体来看中国动力电池回收政策与产业发展的进程较匹配。在生产者责任延伸方面，欧盟、日本等国家和地区的生产者责任延伸已经步入常态化管理模式，国内由于推行起步时间较晚，仍处于完善阶段，存生态设计理念不健全、报赐死汽车回收废旧精细化程度不高、除役汽车再生利用水平低和产业链上下游闭环机制失失等著重问题。2021年中国汽车规范回收率仅47%，单车废旧价值仅2000-3000元，同一时间日本处于6000-10000元的水平。2021年工信部会同科技部、财政部、商务部联再分后印发《汽车产品生产者责任延伸试点实施方案》后，2022年10月正式宣布正式宣布公布了首批先行点名单，主体单位涵盖一汽、东风、吉利、奇瑞、上汽等11家汽车企业，携手申报单</s>涵盖除役汽车回收废旧、动力电池回收利用和动力电池生产等62家企业。2023年1月，工信部等部门在北京正式宣布正式宣布启动了汽车产品生产者责任延伸试点，主要涵盖建立回来缴体系、资源综合利用、绿色供应链管理、信息官方四个方面的内容。行业生产者在政府大力支持下还共同建立了中国汽车生产者责任非政府，专门协助生产者履行职责产品回收责任，将产业链中将生产端的、产品端的、使用端的、回收端的阻断。国内废旧动力电池回收行业处于快速发展阶段，电池产业链上下游供应商纷纷参与其中。2013-2022年，中国动力电池回收企业注册量由214家增长至4.2万家；综合2018-2022年工信部四批公布的废旧电池综合利用“白名单”企业，目前总数已超过80家。国内行业运行主体主要包括上游原材料生产企业（华友钴业、赣州豪鹏等）、中游电池制造企业（宁德时代、天能电池等）、下游整车厂（北汽新能源等）、以及独立的第三方回收公司（格林美、邦普循环等）。合作建厂也成为行业新的发展趋势，整车厂、电池厂、第三方回收企业和材料企业等建立战略联盟，放大各自优势：整车厂、电池厂提供废旧电池包、边角料等原料，第三方回收企业提供成熟工艺技术，材料企业供应耗材降低运营成本。参考宝马集团与华友循环的合作：宝马建立电池溯源管理系统收集废旧动力电池，华友循环提供绿色冶金技术高比例提炼镍、钴、锂等核心原材料，并将原料提供给宝马电池供应商，用于生产全新动力电池，实现动力电池原材料的闭环管理。在非正规回收链条之外，行业中也存一批非正规企业，凭借低成本优势竞争。在新能源汽车推广初期，行业整体良品率较低，因此问世了一批小作坊通过回收电芯厂废极片料盈利。小作坊大多不严格遵守环保法规，未配备环保设备，废旧过程也不规范，较低的投资成本就并使它们能以高报价掌控更多回收渠道，也抬高原料回收价格。非正规回收企业由于仍须符合安全、环保、财税等方面的法规制度建议，回收竞价能力优于小作坊，因此行业中一部分废旧电池也流向了非正规市场。但由于处理流程不非正规，小作坊在处理时更容易产生安全事故和污染问题，部分非法个体户甚至以梯次利用的名义将劣质再生电池渗透到电动自行车、电动摩托车等低速电动车市场，引致安全隐患。弥漫行业标准体系的完善与大企业对电池全系列生命周期上溯管理的建立，未来这部分小作坊预计也将逐渐被出局，行业重返正规化。2022年受锂价高企影响，叠加小作坊高价竞争原料，电池回收材料成本极高，压缩正规电池回收企业的利润。参考格林美、光华科技、天奇股份近年锂电回收板块业务毛利率，2022年呈下行趋势；因此尽管高锂价为资源开发企业带来了显著超额收益，但大部分锂电回收企业并未享受到这一“红利”，主要系原料废旧电池当前的定价模式：参考废旧三元锂电池，定价是在上海有色网SMM镍、钴价格基础上乘折扣系数（废料价与新货价之比），由于锂不参与定价，因此折扣波动系数很大；正常情况下系数应在100%以下，但锂价高位时该系数会高于100%，甚至达到200%，回收企业不得不加价购买废旧电池包。自2022年12月起，伴随新能源汽车市场销量增速放缓，市场对锂资源需求预期调整，碳酸锂价格从最高近60万元/吨持续下行，逐渐回归正常水平，锂电回收行业有望回归正常运营状态。远期来看，行业核心仍掌握在拥有主要资源的整车厂手里。在竞争激烈的新能源汽车领域，新势力纷纷对汽车三电系统给出了高标准的质保条件：特斯拉单电机后轮驱动版八年或十六万公里，双电机四驱版八年或十九点二万公里；比亚迪三电系统终身保修。考虑到2026年集中报废期到来之际，面临大量电动车更换电池的巨大负担，整车厂也积极开发“闭环回收模式”，即一方面实现核心材料的高比例提炼，另外将回收材料100%返还至自有供应链体系中，用于新车型动力电池的生产制造。为尽可能控制集中报废期面临的成本压力，整车厂需考虑对动力电池全生命周期的管理，即在开发、生产、回收、使用四个维度对产品进行管理。例如在开发设计阶段，出于后续回收便捷性的考虑，整车厂可以增加可回收利用部分，简化回收流程。除政策端的激励、约束和管理外，电池回收本身的经济性也是激发整车厂参与回收积极性的核心。五、找寻行业关键点与产业优化思路对电池回收产业链的参与者而言，市场规范化后的发展趋势应当更集中于原材料的均衡以以获取、回收环节的成本精简、以及产品收率的提升。（一）废电池来源渠道规范化，整车厂掌控关键话语权原材料以以获取角度来看，行业初期由于规范、标准的缺乏引致前端废电池回收体系的无序，大量的非正规企业高价竞争全面全面收购，冲刷非正规企业空间。虽然非正规企业在回收资质、渠道、技术及规模方面具备完善体系和运营能力，但对废电池资源渠道商而言，挑选出正规渠道回收意味著代价更高成本，比如说非正规企业废旧电池仍须发票以在后期销售时免征增值税，引致小规模回收商额外成本，因此原料供应商更女性主义小作坊和二手车市场。回收渠道浩全系列的变革始自2018年，工信部发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，明确汽车生产企业应建立动力蓄电池回收渠道，负责管理回收新能源汽车使用及除役后产生的废旧动力蓄电池，同时动力电池企业必须在电池设计、生产及回收方面提供更多更多大力支持。此外，工信部还公布了4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，截至目前共88家企业入围“白名单”。可以预见的就是，弥漫行业政策的细节、势单力薄地性完善与强制性措施继续执行，市场规范化将变成必然趋势，废电池回收的无序乱象也将被整治取缔。生产者责任延伸试点正式推广，车企承担主体责任，与第三方共同完成电池回收。2023年正式推行生产者责任延伸试点后，汽车产品和电池产品的主体责任均落到汽车生产企业头上，整车厂尤其需要寻找短期成本与长期收益兼顾的平衡点。区别于专业的第三方回收企业，虽然整车厂对拆换下来的锂电池具有处理的权力，但其更熟悉基本等同电池制造的后道程序的梯次利用环节；而报废回收环节主要涉及拆解和冶金，整车厂缺乏技术优势，高昂的设备投资、人力成本和技术成本下，回收电池反而成为一个负担。因此整车厂通常会选择和第三方回收企业、材料企业、冶金企业等合作：整车厂作为主体和资源方提供废旧电池和技术指导，后续工艺和生产由合作方完成。例如在首批生产者责任延伸试点中，东风公司作为主体单位，联合岚图汽车、东风鸿泰作为联合申报单位；奇瑞汽车作为主体单位，联合国轩高科、金发科技等8家企业作为联合申报单位。吉利汽车/吉利商用车作为主体单位，联合华友资源、赛德美等多家企业作为联合申报单位；当前吉利汽车已打通回收-拆解-制造-销售的各个环节，并计划两年内在杭州、宁波、台州、金华、宁国等6个城市及地区，搭建年回收2万辆报废车辆的回收体系。通过制定制定2023年汽车产品生产者责任延伸试点目标，公司计划到2024年最终实现重点车型汽车资源综合利用率达75%的目标。（二）智能化废旧与湿法冶金收率提升就是两小工艺优化思路从工艺流程来看，国内各企业工艺模式、炼钢技术、追加新增产能规模基本一致，企业间回收率和利润水平的差异主要突显在预处理最前端废旧的自动化程度，以及前段脱落筛分和后端的湿法冶金的收率，从降本和增效两方面优化工艺。1、预处理端的：智能化废旧降本就是行业等候攻克的大课题前端人工废旧存诸多问题，智能化就是行业未来重点。在前端预处理过程中，脱落、镬分后现有产线已基本同时同时实现自动化，可实现一端进料（废旧后的模组）、一端出产品。但在最前端的废旧部分，尚且仍须人工的参与。由于国内存5000多种动力电池纸盒，品种疲多、品牌型号多样、结构复杂且除役状态不证实，因此电池组的外壳以及单体电池的外外包装仍以手工废旧居多。在大批量的电池废旧时，人工废旧存许多问题：电池包电压较低、内部线束轨域繁琐，存窒息而死、短路风险；电池包内部用胶量大，仍须靠蛮力废旧；同时还要特别注意提高废旧效率及增加人工成本。因此，智能化废旧就是行业仍须重点攻取克的大课题。对于用机器替代人工实现废旧动力电池的智能化、柔性化拆解，主要步骤包括：从3D相机数据采集系统建立、多机器人协同拆解上盖螺钉、上盖搬运、电池模组搬运、拆解产品智能分拣、模组&电芯铣削等步骤。智能拆解中涉及的主要突破点源自不同型号电池的外观多样化、对组件的智能识别抓取、以及运行多年后产生的形变，要求拆解系统根据具体情况动态调整。1）浙矿股份：国内领先的矿山机械服务商，布局新能源电池回收破碎分选设备公司就是国内砂石装备行业第一家上市公司，也就是领先的矿山机械服务商；业务紧紧围绕高端机械设备脱落、征选设备的研发、设计、生产和销售，为砂石骨料、金属矿山、废旧铅酸电池回收再利用、建筑装修垃圾资源化处理等领域提供更多更多专业装备及整体解决方案。公司产Fanjeaux按照终端用途可以分为矿用装备和资源回收再利用装备两类，其中资源回收再利用装备主要用做废旧铅酸蓄电池回收再利用和建筑装修垃圾回收再利用领域。公司深耕铅酸电池回收多年，下游客户全面全面覆盖天能、葡钙等国内铅酸蓄电池一线生产厂商。充分利用于前期在铅酸电池领域中前道脱落、筛分技术方面的回收经验积累，以及设备技术间的相连性，公司布局了废旧新能源电池再生利用领域，并率先研制锂电池回收专用成立备及服务设施产线。项目拓展思路来看，公司拟将在PACK纸盒自动化废旧、高效率磁铁脱落领域优化现有工艺，面世更高效率、高自动化、高智能化的废旧新能源电池整体解决方案。2023年，公司发售可转债建设废旧新能源电池再生利用装备制造示范点基地建设、建筑垃圾资源回收利用设备生产基地建设（一期）两个项目。其中废旧新能源电池再生利用装备生产示范点基地建设项目总投资4.06亿元，项目投入使用建成投产后将形成年产废旧新能源电池再生利用的脱落选矿设备10套、年处理废旧新能源电池2.1万吨的生产能力。目前，公司废旧新能源电池再生利用装备已完成初步设计和技术检验，处于研制阶段，预计于2025年同时同时实现量产。参考公司可转债募资说明书，预计该项目中新能源电池脱落选矿设备毛利率为42.54%，废旧新能源电池综合利用业务毛利率为22.73%。2）格林美：头部废旧电池资源化利用企业，致力开发全流程智能拆解装备格林美是中国资源循环利用及新能源产业的头部企业。在新能源领域，公司制造动力电池用三元前驱体和三元正极材料以及3C数码电池用四氧化三钴材料；在废弃资源综合利用业领域，公司回收处理废旧动力电池、电子废弃物、报废汽车、废塑料与镍钴锂钨战略资源，再制造镍钴钨资源、超细钴镍钨粉末材料与改性塑料。公司构建了行业领先的“电池回收—原料再造—材料再造—电池包再造—再使用—梯级利用”的新能源全生命周期价值链，先后与山河智能、瑞浦兰钧能源、岚图汽车、梅赛德斯-奔驰中国以及宁德时代等670余家国内外知名新能源汽车、电池生产企业建立废旧动力电池定向回收合作关系，实现从绿色报废端到绿色产品端的定向循环模式。在废旧动力电池的资源化利用方面，公司致力于提高动力电池的自动化废旧、脱落、擦法回收效率，全面阻断从电池废料至梯次利用电池包，至碳酸锂、三元电池材料的绿色循环产业链，形成全面全面覆盖中国长三角、京津冀、华中地区的动力电池回收与再生产利用体系则。2022年，公司回收废旧的动力电池达致1.74万吨（2.1GWh），同比+98.11%，占中国动力电池除役总量的10%以上。作为国内最具备经验的电池回收企业之一，公司持续优化除役动力电池纸盒柔性智能废旧系则为丛藓科扭口藓。公司首创研制武汉除役动力电池智能柔性废旧新一代产线，旨在研发全系列流程智能拆除解装备，同时同时实现结构和废旧工艺相似、多品种小批量除役动力电池的高效率、柔性、绿色拆除解；目前已研发数据采集系统，构筑27种电池包废旧核心数据库，并研发了基于深度自学的目标检测算法，螺钉废旧成功率95%以上。3）景津装备：锂电回收行业主流过滤设备供应商公司国内压滤机行业的龙头企业，主业专门从事过滤器机械设备装备的生产和销售，为固液提纯、分拆提供更多更多专业的机械设备解决方案。公司生产的过滤器机械设备装备广为应用于环保、新能源、崭新材料、砂石骨料、矿业、有色金属炼钢、化工、食品和医药等领域，已已连续二十年世界打翻滤机产销量第一。2021年公司已经已经开始在新能源、新材料、砂石等领域布局。2022年公司压滤机等过滤器机械设备装备在新能源领域业务拓展赢得阶段性进展，已经已经开始应用于锂电池、光伏等领域，与众多锂电池产业链的头部企业建立合作。在锂电池行业，压滤机可以应用于锂资源提取（锂辉石加锂、云母加锂、盐湖加锂）、正极材料、石墨负极、PVDF树脂材料、电解液材料、锂电池回收等过程中的过滤器、冲洗环节及废水处理环节，横贯行业全系列产业链。电池回收过程中，湿法回收工艺负极材料金属的炼钢提取和负极材料的回收均仍须经过多道酸洗、碱洗、水洗、细粒等工序，压滤机可以功不可没冲洗、过滤器、细粒的促进作用，也应用于时程废水、废渣的处理。由于处理量较大、过滤器提纯效果不好，压滤机正在变成行业的主要过滤器装备，公司过滤器装备已在国内外的锂电池回收领域赢得市场化应用领域。2、湿法冶金端的：收率提升+流程精简变成高度高度关注重点废旧电池金属锂回收率仅85-90%，仍存提升空间。根据《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）》，专门从事动力电池再生利用的企业，其镍、钴、锰的综合回收率应不低于98%，锂的回收率不低于85%，稀土等其他主要存价金属综合回来收率不低于97%。融合行业头部企业实际回收率情况，目前镍、钴、锰回收水平已超过至98%，但锂回收率仅85%，仅部分企业可以达致90%以上。因此从工艺优化层面来看，锂回收率的提升仍存非常大提升空间。锂回收率的局限性主要源于于镍钴锰溶液萃取、细粒过程中的废渣可以熔化损失10%的锂离子。在三元电池黑粉酸浸后的溶液中，锂就是半径最重、最开朗的金属；尽管在前端煅烧转换成过程中，可以提取80%的碳酸锂，但在第二段镍钴锰萃取过程中，形成的渣滓可以熔化10%的锂离子，引致第三段碳酸锂结晶回收率的增加，因此现有工艺中三元电池锂的回收率很难多于90%。为提升锂的回收率，国内以中南大学领衔的高效率已经已经开始研发崭新的锂萃取剂，旨在前端用萃取的方式替代煅烧转换成，充份提取锂离子，避免受到后端的渣滓熔化的影响。这一方案的难点就是研发合适的吸附剂，同样基于锂开朗的金属特性，高浓度镍钴溶液中准确提取锂，且受到镍钴制约；其优点就是避免渣滓熔化损失10%锂离子的问题后，三元电池锂的回收率最低超过少于95%，将变成一项颠覆性的技术革命。除最为前端加锂工艺优化提高收率外，末端锂回收也具有降本的空间。目前末端对于镍钴萃余液中锂的回收，主要采用MVR加热工艺铀，通过加热溶液中的水并并使锂的浓度由原本的1g/L提升至十几g/L，再顺利完成后端的沉锂。MVR加热工艺的优点就是技术明朗、应用领域广为，但其运转过程中仍须消耗大量的电（生产1吨碳酸锂MVR设备仍须消耗9000度电），成本较低。在此基础上，行业中也存企业也尝试利用熔化+膜、萃取等更具备经济性的方案同时同时实现锂的铀，减少MVR设备的使用。熔化+膜主要通过熔化、MALDI的过程提高浓度，萃取则通过萃取、反萃同时同时实现。与MVR工艺较之，这两种工艺运转过程中对电的消耗大幅减少，仅增加部分吸附剂、膜、萃取剂等试剂的消耗；前期投资也大于MVR工艺，有助于企业降本。因此，在后端湿法冶金的工艺优化中，我们建议高度高度关注具有萃取、熔化+膜等工艺且存Saucourt力应用于锂电回收行业中的标的。1）新化股份：持续精进技术、稳步拓宽业务的萃取法提锂新秀公司前身为浙江新安江化肥厂，始建于1967年；公司在浙江、江苏、江西等地建有四个现代化的生产基地，主要产品涵盖低碳脂肪胺系列（异丙胺、乙基胺等）、有机溶剂系列（异丙醇、异丙醚等）、制取香料系列等，广为应用于农药、医药、油墨、新能源、涂料等领域。在脂肪胺方面，公司现有异丙胺生产能力非常大，系则目前全球范围内名列前归入的脂肪胺产品生产企业之一；在有机溶剂方面，公司就是目前国内唯一一家采用“丙酮法”和“丙烯法”两种工艺路线生产异丙醇的企业；在制取香料方面，公司具备多年的香料业务经验，与全球香精香料行业的龙头企业奇华顿长期保持稳定合作关系。近年来公司持续布局新产品、新项目，升级优化产业布局。在新能源赛道，在旧有镍、钴、稀土分拆等业务基础上，公司从萃取和色谱法技术做起，形成一系列提取各类离子和矿物的尖端技术，积极主动推动萃取法加锂技术和专用化学品在盐湖加锂、矿石加锂、锂电回收的应用领域。与传统萃取技术较之，公司新型萃取法具有已已连续智能化生产、安全环保、投资省、单位生产成本低，回收率高等特点；产品核心环保指标涵盖：1）挑选出萃取分体式方水溶性小、选择性不好；2）环境中可降解不积累；3）反萃不乳化；4）高效率回收技术的应用领域，可为提锂企业在锂价波动时保持产品竞争力。公司研究院盐湖提锂团队在锂资源提取与回收等领域已取得较大突破，萃取法提锂技术及产品成功应用于藏格矿业沉锂母液回收装置。2023年2月，公司与盐湖股份、蓝科锂业签署技术开发（合作）合同，主导开发沉锂母液回收的萃取提锂、萃取回收工艺，建成135m3/h沉锂母液萃取装置，包括预处理、萃取、反萃、环保处理四大工序，整套装置为自动化连续运行。项目建设周期6.5个月，合同金额9555万元（含税）。在锂电回收领域，由于三元锂电池的回收属于湿法冶金，本身需要加入碱，在浮选完镍、钴后，碱性溶液采用萃取法成本更具优势；公司积极对接客户，持续业务推进。2）康普化学：知名特种表面活性剂制造商，积极主动拓展新能源金属萃取业务康普化学就是全球知名特种表面活性剂制造商，主要专门从事铜萃取剂、新能源电池金属萃取剂以及其他特种表面活性剂的研发、生产和销售。公司各类产品可以广为应用于湿法冶金、电池金属回收、城市矿山资源处置、污水中的重金属处理以及矿物色谱法等行业，具有蓝色、节能环保、环保的特点。在铜萃取剂领域，公司已变成国内领先、国际知名的龙头企业；具备适用于于于相同特点铜矿石的多个型号铜萃取剂产品，客户全面全面覆盖全球主要铜矿企业，纸盒内加BHP（必和必拓）、CODELCO（智利国家铜业）、Glencore（嘉能可）、FreeportMcMoRan（自由港）、SCCO（南方铜业）以及其他境内外知名矿业集团，形成驰名Fanjeaux牌。新业务方面，公司在铜萃取剂基础上，研发了涵盖钴、镍、锂、钒、锰等新能源汽车电池所使用的主要金属的萃取剂，是新能源电池金属萃取剂领域市场的重要参与者之一，新能源电池相关客户包括宁德时代、华友钴业、洛阳钼业、盛屯矿业等。根据公司规划，3500吨新能源金属萃取剂产线将在2025-2027年间逐渐投放。公司的其他特种表面活性剂还包括酸雾抑制剂和矿物浮选剂，分别应用于湿法冶金的电积以及冶金前的矿物浮选。根据公司规划，300吨酸雾抑制剂和7200吨矿物浮选剂将在20