三元電池回收更具經(jīng)濟(jì)性，磷酸鐵鋰電池再生利用比例或持續(xù)提升

• 陳博 2023年11月3日 來源：中研網(wǎng) 533 29
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三元材料電池梯次利用價(jià)值微弱，主要以再生利用為回收途徑，報(bào)廢拆解收益顯著。目前三元材料電池的實(shí)際循環(huán)次數(shù)為800次左右，而磷酸鐵鋰電池循環(huán)次數(shù)已達(dá)到 2000次；當(dāng)進(jìn)入80%容量以下的衰減期后，三元材料電池將以更快的速度衰減，因 此其梯次利用回收價(jià)值微弱。相7

三元材料電池與磷酸鐵鋰電池為行業(yè)主流，且三元電池因其金屬含量更高，回收經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。二次電池方面，相較于鉛酸電池、鎳鉻電池環(huán)境污染較大且循環(huán)壽命短， 鎳氫電池體積重量大且有自放電現(xiàn)象，鋰電池具有體積重量小，循環(huán)壽命長，環(huán)境 污染小等優(yōu)勢，其中三元鋰電池和磷酸鐵鋰為主流品種。從電池回收的角度來看， 三元電池中鎳鈷含量更高，回收經(jīng)濟(jì)性也更強(qiáng)，而磷酸鐵鋰電池目前仍主要通過梯次利用的形式進(jìn)行回收利用，并出現(xiàn)直接進(jìn)入再生利用階段的趨勢。

磷酸鐵鋰電池通過梯次利用與再生利用途徑進(jìn)行。隨著動(dòng)力電池的使用，電解液和 活性物質(zhì)逐漸被消耗，且易生成鋰樹枝晶，容量逐步降低。對于動(dòng)力鋰電池組，當(dāng)其 中一部分電芯的容量衰減較快以致該部分電芯容量過低，電池電量將不能穩(wěn)定輸出， 易導(dǎo)致安全問題。一般來說，根據(jù)電芯衰減情況，動(dòng)力電池容量衰減至80%以下時(shí) 需要退出使用，進(jìn)入回收利用期。磷酸鐵鋰電池容量降為20%至80%時(shí)為輕度報(bào)廢， 可以進(jìn)入梯次利用階段，用于儲(chǔ)能、通信基站以及用戶側(cè);20%以下時(shí)為重度報(bào)廢， 將進(jìn)入再生利用階段。未來在直接進(jìn)入再生利用階段的趨勢下，磷酸鐵鋰電池容量 下降至80%以下時(shí)，直接進(jìn)入再生利用的比例或?qū)⒊掷m(xù)提升。

三元材料電池梯次利用價(jià)值微弱，主要以再生利用為回收途徑，報(bào)廢拆解收益顯著。目前三元材料電池的實(shí)際循環(huán)次數(shù)為800次左右，而磷酸鐵鋰電池循環(huán)次數(shù)已達(dá)到 2000次;當(dāng)進(jìn)入80%容量以下的衰減期后，三元材料電池將以更快的速度衰減，因 此其梯次利用回收價(jià)值微弱。相對于三元材料電池，磷酸鐵鋰電池的高循環(huán)次數(shù)疊 加低衰減速度帶來其梯次利用的高收益。三元材料電池包含鋰、鈷、鎳等多種金屬， 且鋰含量超過7%，較磷酸鐵鋰電池鋰含量顯著。通過電池回收，金屬可再次利用， 且近年來金屬價(jià)格攀升，三元材料電池的拆解回收價(jià)值將成為其回收利潤主要來源。

鈷成本維持高位限制高鈷電池增長，高鎳低鈷成為三元電池材料未來趨勢，也將對 電池回收金屬的結(jié)構(gòu)產(chǎn)比產(chǎn)生影響。目前三元材料電池主要以NCM111、NCM523、 NAM622、NAM811、LiNiCoAlO2為主。鈷價(jià)波動(dòng)較大，帶來高鈷低鎳的電池成本居 高不下;為了替代鈷，電池廠商增加鎳的使用量以提升電池的能量密度。改變鈷、鎳 的占比在降低成本的同時(shí)依然保持電池優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，三元鋰電池正極材料高鎳 低鈷化成為鋰電池的必然發(fā)展趨勢。根據(jù)各類三元電池的金屬含量占比，我們預(yù)測 以NAM811為代表的高鎳低鈷電池占比將逐步提高。

測算2030年鋰電池回收規(guī)模中觀預(yù)測下達(dá)1089億元，其中動(dòng)力電池回收占比達(dá)84%。鋰電池回收主要由動(dòng)力電池回收、3C電池回收、儲(chǔ)能電池回收構(gòu)成，其中動(dòng)力電池 回收為主要看點(diǎn)，占據(jù)絕大部分市場空間。預(yù)計(jì)到2030年動(dòng)力電池回收規(guī)模中觀預(yù) 測下將達(dá)916億元，占比高達(dá)84%。3C電池回收與儲(chǔ)能電池回收規(guī)模將分別為155億 元、18億元，占比14%、2%。

我們對未來十年三元材料電池回收市場空間進(jìn)行測算：市場空間=動(dòng)力電池裝機(jī)量*報(bào)廢比例*金屬含量*金屬價(jià)格 。未來磷酸鐵鋰電 池繼續(xù)放量，占比逐年上升，并通過預(yù)測乘用車與商用車占比可以得到三元電池裝 機(jī)量情況。

行業(yè)規(guī)范條件明確規(guī)定最低回收率，加強(qiáng)對有效回收的保障。《新能源汽車廢舊動(dòng) 力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》規(guī)定鎳、鈷、錳的綜合回收率應(yīng)不低于98%，鋰的 回收率不低于85%，稀土等其他主要有價(jià)金屬綜合回收率不低于97%。結(jié)合政策的 指引及技術(shù)條件的約束，對金屬回收率作出預(yù)測。

測算中觀假設(shè)下磷酸鐵鋰電池2030年中觀預(yù)測下報(bào)廢拆解規(guī)模有望達(dá)440億元。磷 酸鐵鋰電池進(jìn)入梯次利用壽命為4-6年，進(jìn)入報(bào)廢階段大約為6-8年，假設(shè)磷酸鐵鋰電 池容量下降到80%以下后，50%電池進(jìn)入梯次利用階段，剩余50%電池直接進(jìn)入再 生利用階段?；谡咧敢?，對磷酸鐵鋰電池能量密度做出假設(shè)，測算邏輯如下：第n年磷酸鐵鋰電池報(bào)廢量(GWH)=(第(n-8)年裝機(jī)量/3+第(n-7)年裝機(jī)量/3+ 第(n-6)年裝機(jī)量/3)*50%+(第(n-6)年裝機(jī)量/3+第(n-5)年裝機(jī)量/3+第(n4)年裝機(jī)量/3)*50%。

第n年磷酸鐵鋰電池報(bào)廢正極重量(萬噸)=(第(n-8)年裝機(jī)量/能量密度/3+第(n7)年裝機(jī)量/能量密度/3+第(n-6)年裝機(jī)量/能量密度/3)*50%+(第(n-6)年裝 機(jī)量/能量密度/3+第(n-5)年裝機(jī)量/能量密度/3+第(n-4)年裝機(jī)量/能量密度/3) *50% 磷酸鐵鋰電池報(bào)廢拆解市場規(guī)模=第n年磷酸鐵鋰電池報(bào)廢正極重量(萬噸)*鋰回收 率*電池中鋰的含量*鋰價(jià)。

3C電池與儲(chǔ)能電池回收緩慢放量，預(yù)計(jì)中觀預(yù)測下，到2030年回收規(guī)模分別達(dá)155 億元和18億元。3C電池主要以鈷酸鋰電池為主，回收價(jià)值主要落在金屬鋰與鈷，通過對3C電池報(bào)廢 量與回收利用率做出假設(shè)，得到市場規(guī)模測算，測算邏輯如下：3C電池回收市場規(guī)模=第n年報(bào)廢電池金屬回收量(萬噸)*金屬價(jià)格 第n年報(bào)廢電池金屬回收量(萬噸)=第n年報(bào)廢3C電池重量(萬噸)*金屬占比*金屬 回收率。

3C電池壽命大約為2年，根據(jù)高工鋰電統(tǒng)計(jì)的近年來3C電池出貨量，20年出貨量增 速6.8%，預(yù)計(jì)22年報(bào)廢電池增速大約為6.8%;3C電池行業(yè)已步入成熟期，出貨量復(fù) 合增速為2.6%，預(yù)計(jì)未來電池產(chǎn)量增速放緩，將逐步回歸平均增速水平。由于2018 年、2019年報(bào)廢電池重量分別為8.13萬噸、9.6萬噸，通過對報(bào)廢電池重量增速進(jìn)行 預(yù)測，得到3C電池報(bào)廢重量，從而預(yù)測得出金屬回收量。

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