退役潮冲击波:百万吨动力电池引爆万亿回收蓝海
发布日期:2025/4/8
中国电子节能技术协会电池回收利用委员会产业研究部预测,2025年,我国动力电池退役量将达到82万吨,自2028年起,退役量将超过400万吨。随着退役量的迅猛增长,废旧电池回收利用行业的产值也将水涨船高,预计将超过2800亿元。
1、动力电池退役潮已经到来
2025 年被视为动力电池 “退役大年”,2025 年我国动力电池退役量预计达到 82 万吨,2030 年超 400 万吨。
截至 2024 年底,全国新能源汽车保有量已达 3140 万辆,动力电池装车量全球居首,这也意味着未来几年将有越来越多的动力电池步入退役周期。
一方面,政策强制更新推动了动力电池的退役,如中国《新能源城市公交车及动力电池更新补贴》对更换电池车辆补贴 4.2 万元 / 辆,加速了公交领域电池淘汰。
另一方面,技术迭代压力也促使旧型号电池因性能落后加速退役,动力电池能量密度每年提升 5%-8%,使得一些电池在使用几年后就难以满足新能源汽车的性能要求。
动力电池回收蕴含着多方面的机遇与价值。
在资源循环经济价值层面,关键金属回收潜力巨大。以锂、钴、镍为例,锂在单吨电池中含量为 1.2%-3.5%,预计 2030 年回收量达 1.43 万吨,碳酸锂经济价值在 50 - 80 万元 / 吨;钴含量 5%-20%,2030 年回收量 1.76 万吨,价值 220 - 250 万元 / 吨;镍含量 5%-15%,2030 年回收量 4.68 万吨,价值 120 - 150 万元 / 吨。而且,再生材料生产成本比原生矿低 30%-50%,如湿法冶金提钴成本仅为采矿的 40%。
从环保与碳中和需求角度,1 吨废锂电池可污染 60 万升地下水,六氟磷酸锂分解产生剧毒氟化氢,而每回收 1 吨三元锂电池可减少 4.6 吨 CO₂排放,磷酸铁锂电池减排 3.2 吨。
在政策红利与技术突破方面,国内构建了完善的政策体系,如生产者责任延伸制要求车企 / 电池厂自建回收网点,2024 年已建成 10400 个回收服务点,《新国标》还要求 2025 年锂回收率≥90%,镍钴≥98%;国际上,欧盟《新电池法》要求 2030 年电池再生材料占比锂 50%、钴 90%、镍 90%。
技术创新也在不断驱动产业升级。
主流技术如湿法冶金,锂回收率达 95%,金属纯度 99.9%,但存在高能耗、废水处理复杂问题,代表企业有邦普循环、格林美。
火法冶金处理效率高,适合混合材料,不过有锂挥发损失和废气污染,如比利时的 Umicore;直接再生低能耗,材料性能恢复 95%,但仅适用结构完整电池,宁德时代、美国 Redwood 采用此技术;生物浸出环保、能耗低,但周期长(7 - 15 天),菌种难控,尚处于实验室阶段。
同时,还有一些突破性技术案例,如上海大学团队开发的氯化胆碱 - 尿素深共晶溶剂体系,锂浸出率 98%,能耗降低 60%;海创循环首创 “水泥窑协同工艺”,利用工业余热实现电池安全拆解。
在市场格局与竞争态势上,全球产能分布呈现中国主导的局面。
2024 年中国回收产能 423 万吨 / 年,占全球 70%,其中邦普循环(宁德时代系)产能 110 万吨 / 年,为全球最大;格林美以 “城市矿山” 模式,年处理 21.5 万吨。
欧美也在奋力追赶,美国 Li - Cycle 获政府 3.75 亿美元贷款,规划产能 30 万吨 / 年;欧洲优美科计划建 15 万吨 / 年工厂。
产业链中存在四大势力角逐。
电池厂如宁德时代、比亚迪,具备技术闭环和成本控制优势,但渠道依赖第三方。
车企如特斯拉、北汽,拥有逆向回收链路,但缺乏处理技术;材料商如华友钴业、格林美,金属提纯技术领先,然而电池拆解能力弱。
第三方如中国铁塔、天奇,在场景化应用(储能、基站)方面有优势,但面临资金压力大的问题。
此外,小作坊回收价高出正规企业 15%-20%,价格战扰乱市场秩序。
2、动力电池回收技术
动力电池回收技术可分为预处理技术、冶金回收技术、直接再生技术和其他新兴技术四大类。这些技术相互配合,共同构成了动力电池回收利用的技术体系,旨在从退役动力电池中高效、环保地提取有价值的资源,并实现材料的循环利用。
一、预处理技术
预处理是回收流程的第一步,核心目标是安全拆解电池并分离有价值组分,主要包括以下技术:
(1)放电技术
化学放电:将电池浸入盐溶液(如 FeSO₄、NaCl)中,通过电解反应释放残余电量,效率达 90% 以上。这种方式利用了盐溶液中的离子与电池内部电极发生化学反应,从而实现电量的释放。在实际操作中,将电池有序地放置于装有盐溶液的容器内,通过合理控制溶液浓度、温度以及反应时间等参数,能够高效且稳定地完成放电过程。
物理放电:利用电阻短路或机械挤压放电,但存在电压反弹风险。电阻短路放电是将电池的正负极通过电阻连接,使电流通过电阻发热消耗电能来实现放电;机械挤压放电则是通过特定机械装置对电池施加压力,促使电池内部结构变化从而释放电能。然而,这两种方法可能会因为电池内部复杂的电化学特性,在放电后出现电压短暂回升的现象,若后续处理不当,可能引发安全问题。
创新方法:低温冷冻(-196℃液氮)使电池失活,避免热失控。液氮的极低温度能迅速降低电池内部活性物质的活性,抑制电池内部的化学反应,从而实现电池的安全失活。这种方法尤其适用于处理那些可能因传统放电方式引发热失控风险较高的电池,在保障安全的同时,也为后续的拆解等操作提供了更稳定的条件。
(2)破碎与分选
机械破碎:采用锤式、剪切式破碎机分解电池,分离外壳、电极材料。锤式破碎机通过高速旋转的锤头对电池进行冲击破碎,将电池的外壳以及内部结构击碎;剪切式破碎机则利用锋利的刀具对电池进行剪切,将电池按不同结构部位进行分离。这些机械破碎方式能够初步将电池的各个组成部分进行物理分离,为后续进一步提取有价值物质奠定基础。
带电破碎:利用电池残余电量产生冲击波,配合惰性气体防爆。在特定的设备中,利用电池自身残余电量形成瞬间的高能量放电,产生冲击波,将电池结构破碎。同时,为防止放电过程中可能产生的爆炸风险,设备内充满惰性气体,如氮气等,以隔绝氧气,创造安全的破碎环境。这种方法巧妙地利用了电池自身的能量,减少了额外的能量消耗。
分选技术:
磁选(分离铁、镍等磁性金属);基于不同金属的磁性差异,利用磁选设备产生的强磁场,将具有磁性的铁、镍等金属从破碎后的电池混合物料中吸附分离出来。例如,通过输送带将混合物料输送经过磁选滚筒,磁性金属被吸附在滚筒表面,随着滚筒转动被带离物料流,最终实现与其他非磁性物质的分离。
涡流分选(分离铜、铝);涡流分选设备利用交变磁场在金属导体中产生的涡流效应,使铜、铝等有色金属在磁场中受到排斥力而与其他物料分离。当混合物料通过涡流分选机的磁场区域时,铜、铝等金属会因涡流作用产生反向运动,从而与其他物料分开,实现高效分选。
浮选(基于密度差异分离活性物质)。浮选是向破碎后的物料中加入特定的浮选药剂,使活性物质表面形成一层气泡,由于活性物质与其他杂质的密度不同,带有气泡的活性物质会浮到液面,而杂质则沉淀在底部,从而实现分离。例如,在处理含有锂钴氧化物等活性物质的电池破碎物料时,通过合理调配浮选药剂的种类和浓度,能够有效地将活性物质浮选出来。
二、冶金回收技术
冶金技术通过物理或化学手段提取金属资源,分为火法冶金和湿法冶金两大类。
(1)火法冶金
高温熔炼(800 - 1500℃)使金属氧化物还原为合金,再分离提纯。在高温环境下,金属氧化物与还原剂发生化学反应,氧被夺走,金属被还原出来,形成合金。例如,在处理含有钴镍氧化物的电池材料时,加入焦炭等还原剂,在高温炉中发生反应,将钴镍氧化物还原为钴镍合金。
流程:
高温焙烧去除有机物;将电池破碎后的物料放入高温炉中,在一定温度下进行焙烧,使其中的有机物如粘结剂等燃烧分解,转化为二氧化碳和水等气体排出,从而去除物料中的有机杂质,为后续金属提取创造条件。
熔炼生成金属合金(如钴镍合金);经过焙烧后的物料,在更高温度下进行熔炼,使金属氧化物还原并融合形成合金。例如,在熔炼炉中,钴镍等金属氧化物在还原剂作用下,生成钴镍合金,同时其他一些金属杂质也可能融入合金中。
电解或酸浸提取纯金属。对于得到的合金,采用电解法或酸浸法进一步提纯。电解时,将合金作为阳极,在电解液中通入电流,使合金中的金属离子在阴极析出,得到高纯度的金属;酸浸法则是利用酸溶液与合金反应,使目标金属溶解在溶液中,再通过后续的分离、沉淀等操作提取纯金属。
优点:
处理效率高,适应混合材料。火法冶金能够一次性处理大量不同类型电池的混合物料,对于复杂成分的电池材料有较好的适应性,且整个处理过程相对快速,能够在较短时间内完成金属的初步富集和合金化。
缺点:
锂挥发损失(回收率<50%),能耗高(>3000kWh / 吨),废气含二噁英等污染物。在高温熔炼过程中,锂元素由于其沸点较低,容易挥发进入废气中,导致锂的回收率较低;同时,高温操作需要消耗大量的能源,增加了成本;而且,有机物燃烧过程中可能产生二噁英等有毒有害污染物,若废气处理不当,会对环境造成严重危害。
代表企业:
比利时优美科(Umicore)、德国 Accurec。比利时优美科在火法冶金回收动力电池金属方面技术成熟,拥有先进的高温熔炼设备和完善的废气处理系统,能够高效地从废旧电池中回收多种金属,并通过先进的工艺对废气进行净化处理,减少对环境的影响;德国 Accurec 也在火法冶金领域不断创新,优化工艺参数,提高金属回收率和生产效率。
(2)湿法冶金
酸 / 碱浸出金属离子,再通过沉淀、萃取、电解回收。利用酸(如 H₂SO₄、HCl)或碱溶液与电池中的金属发生化学反应,使金属以离子形式溶解在溶液中,然后通过沉淀、萃取等方法将不同金属离子分离,最后通过电解等手段将金属离子还原为金属单质进行回收。例如,用硫酸溶液浸出正极材料中的钴、镍、锂等金属,使它们转化为相应的硫酸盐溶解在溶液中。
流程:
酸浸(H₂SO₄、HCl)溶解正极材料;将经过预处理的电池正极材料放入酸溶液中,在适当的温度、搅拌条件下,使正极材料中的金属与酸发生反应溶解。如在浸出钴酸锂正极材料时,硫酸与钴酸锂反应,钴和锂分别形成硫酸钴和硫酸锂进入溶液。
溶剂萃取分离金属(如用 Cyanex 272 分离钴镍);通过向浸出液中加入特定的萃取剂,利用不同金属离子在萃取剂中的溶解度差异,实现金属离子的分离。例如,Cyanex 272 是一种常用的萃取剂,在合适的条件下,它能够选择性地萃取钴离子,而镍离子则留在溶液中,从而实现钴镍的分离。
化学沉淀(如碳酸锂沉淀)。对于分离后的含有目标金属离子的溶液,加入相应的沉淀剂,使金属离子形成沉淀析出。比如,向含有锂离子的溶液中加入碳酸钠,生成碳酸锂沉淀,经过过滤、洗涤等操作,得到碳酸锂产品。
优点:
金属回收率高(Li>90%,Co/Ni>98%),纯度达 99.9%。湿法冶金能够较为精准地控制反应条件,对不同金属进行高效分离和提纯,能够获得高纯度的金属产品,满足电池生产等高端领域对金属纯度的要求。
缺点:
废水处理复杂(每吨电池产生 3 - 5 吨废水),试剂成本高。在整个湿法冶金过程中,会产生大量含有重金属离子和酸碱等化学物质的废水,若直接排放会对环境造成严重污染,因此需要复杂且成本较高的废水处理工艺来净化废水;同时,使用的各种酸、碱试剂以及萃取剂等成本较高,增加了回收成本。
代表企业:
邦普循环(宁德时代)、格林美。邦普循环在湿法冶金技术方面处于行业领先地位,拥有大规模的生产设施和先进的工艺技术,能够高效回收多种金属,并通过不断优化工艺,降低废水产生量和试剂消耗;格林美也具备成熟的湿法冶金工艺,通过自主研发的技术,实现了从废旧电池到高纯度金属材料的转化,在资源回收利用和环境保护方面取得了显著成效。
(3)火法 - 湿法联合工艺
先火法去除有机物并富集金属,再湿法提纯。这种联合工艺结合了火法冶金和湿法冶金的优势,首先利用火法冶金高温焙烧去除电池物料中的有机物,并将金属初步富集形成合金,减少后续湿法处理的物料量和杂质含量;然后采用湿法冶金对合金进行精细提纯,提高金属回收率和纯度。
格林美采用回转窑预烧 + 硫酸浸出,钴回收率提升至 99.2%。格林美通过回转窑对电池物料进行预烧,去除有机物和部分杂质,使金属初步富集,然后再用硫酸进行浸出,进一步提取金属。
这种联合工艺的应用,相比单一的火法或湿法工艺,显著提高了钴等金属的回收率,同时也降低了生产成本和环境风险。
三、直接再生技术
直接再生技术通过修复正极材料结构,恢复其电化学性能,避免金属提取环节。
通过补锂(LiOH)、热处理(500 - 800℃)修复材料晶格缺陷。在电池使用过程中,正极材料的晶格结构会因锂的脱出和嵌入等过程产生缺陷,导致性能下降。补锂过程中,LiOH 中的锂离子能够嵌入到正极材料晶格中,补充失去的锂;热处理则在一定温度下使材料晶格原子重新排列,修复缺陷,从而恢复材料的电化学性能。
使用深共晶溶剂(DESs)选择性溶解杂质,保留正极结构。深共晶溶剂是由特定的氢键供体和受体组合而成的低共熔混合物,具有独特的溶解性能。在直接再生过程中,DESs 能够选择性地溶解正极材料中的杂质,如一些金属杂质和残留的粘结剂等,而对正极材料的晶体结构不产生破坏,从而保留正极材料的原有结构和性能。
流程:
拆解获取正极片;通过预处理中的拆解技术,将电池小心拆解,分离出正极片,为后续的再生处理提供原料。在拆解过程中,需要采用合适的工具和方法,避免对正极片造成物理损伤,以保证正极片的完整性。
酸 / 溶剂去除粘结剂(PVDF);使用酸溶液或特定溶剂处理正极片,溶解去除正极材料与集流体之间的粘结剂 PVDF。例如,采用 N - 甲基吡咯烷酮(NMP)等有机溶剂,在适当条件下能够有效地溶解 PVDF,使正极材料与集流体分离。
补锂并高温烧结再生 LiCoO₂等材料。向去除粘结剂后的正极材料中加入 LiOH 进行补锂,然后将其放入高温炉中进行烧结,在 500 - 800℃的温度下,使材料发生物理和化学变化,修复晶格缺陷,再生出具有良好电化学性能的 LiCoO₂等正极材料。
优点:
能耗降低 50%(对比湿法),碳排放减少 60%;相比于湿法冶金等传统回收技术,直接再生技术避免了大量化学试剂的使用和复杂的金属提取过程,从而减少了能源消耗和碳排放。例如,湿法冶金中酸浸、萃取等过程需要消耗大量的能量来维持反应条件,而直接再生技术的热处理等过程相对能耗较低。
再生材料可直接用于新电池(性能恢复≥95%)。直接再生后的正极材料,其晶体结构和电化学性能得到有效恢复,能够直接应用于新电池的生产,且性能能够达到或接近新生产的正极材料水平,这大大提高了资源的利用效率,减少了新原料的开采和使用。
挑战:
仅适用于结构完整电池,对杂质敏感。直接再生技术要求电池的正极材料结构相对完整,若电池在使用过程中受到严重损坏,导致正极材料结构坍塌或大量杂质混入,该技术的应用效果会受到很大影响。而且,正极材料中少量的杂质也可能影响再生过程中晶格的修复和性能的恢复,对杂质的容忍度较低。
代表研究:
清华大学团队开发氯化胆碱 - 尿素 DESs 体系,锂浸出率 98%;清华大学团队通过研究,设计出氯化胆碱 - 尿素组成的深共晶溶剂体系,在处理废旧电池正极材料时,该体系能够高效地浸出锂元素,同时保留正极材料的主体结构,为直接再生技术的发展提供了新的思路和方法。
美国 ReCell 中心实现 NCM 材料直接再生,成本降低 40%。美国 ReCell 中心在直接再生技术方面取得了重要突破,成功实现了镍钴锰酸锂(NCM)材料的直接再生,通过优化工艺和流程,相比传统回收方法,成本降低了 40%,提高了直接再生技术的经济性和可行性。
四、其他新兴技术
(1)生物浸出
利用微生物(如氧化亚铁硫杆菌)代谢产酸溶解金属。氧化亚铁硫杆菌等微生物在生长代谢过程中会产生硫酸等酸性物质,这些酸性物质能够与电池中的金属发生化学反应,使金属溶解在溶液中。例如,微生物产生的硫酸与电池中的钴、镍等金属反应,将它们转化为硫酸盐溶解在周围环境中,从而实现金属的浸出。
进展:实验室阶段,钴浸出率 85%(pH = 2,7 天),但周期长、菌种难控。目前生物浸出技术还处于实验室研究阶段,虽然在特定条件下能够达到一定的金属浸出率,如在 pH 值为 2 的环境中,经过 7 天的反应,钴的浸出率可达 85%。然而,该技术存在明显的缺点,生物浸出过程需要较长的时间,一般需要数天甚至数周,这限制了其大规模应用;而且,微生物的生长和代谢对环境条件要求苛刻,菌种的培养、保存和控制难度较大,不同批次的菌种活性可能存在差异,影响浸出效果的稳定性。
(2)低温破碎与分选
应用:液氮冷冻后破碎,避免电解液燃烧。在低温环境下,电池中的电解液会凝固,其可燃性大大降低。通过将电池放入液氮中冷冻,使电池整体温度降至极低,然后采用机械破碎设备对冷冻后的电池进行破碎。此时,由于电解液处于凝固状态,在破碎过程中可有效避免因摩擦、碰撞等引发的电解液燃烧风险,同时,低温冷冻还可能使电池内部不同材料因热胀冷缩差异而更容易分离,提高破碎和分选的效果。
(3)物理回收法
流程:机械粉碎→筛分→磁选→重力分选,回收铜、铝、黑粉。首先通过机械粉碎设备将电池粉碎成较小的颗粒,然后利用不同筛网对粉碎后的物料进行筛分,将不同粒径的物料分离;接着采用磁选技术分离出其中的磁性金属,如铁、镍等;再利用重力分选设备,根据物料的密度差异,将铜、铝等密度较大的金属与其他较轻的物料分离,同时得到含有石墨等物质的黑粉。例如,在重力分选过程中,通过水流或气流的作用,使密度不同的物料在运动过程中产生不同的轨迹,从而实现分离。
局限:金属分离不彻底,需后续化学处理。物理回收法虽然能够初步将电池中的一些主要金属和其他物质进行分离,回收部分有价值的材料,但由于电池组成复杂,物理方法难以将所有金属完全分离提纯,例如铜、铝等金属中可能仍会夹杂一些其他金属杂质,回收的黑粉中也可能含有未完全分离的金属。因此,往往需要后续结合化学处理方法,进一步提高金属的纯度和回收率。
(4)数字化辅助技术
AI 分选:视觉识别系统分类电池型号;利用 AI 技术开发的视觉识别系统,能够对不同型号的电池进行快速准确的分类。该系统通过对大量电池图像数据的学习和分析,能够识别电池的外观特征、标识等信息,从而判断电池的型号。在动力电池回收场景中,AI 视觉识别系统也发挥着重要作用。以圆柱电池自动分选机为例,其基本结构涵盖机械手、输送带、分选装置、电池识别系统和控制系统等部分。机械手负责抓取和移动电池,设计时充分考虑电池的形状、大小、重量等因素,以确保稳定、准确地操作;输送带则负责将电池送入分选装置,其设计需契合电池的大小、间距等,保证电池顺利、准确地进入分选环节。
分选装置作为核心部分,依据电池类型、大小和容量等参数进行分类。电池识别系统借助机器视觉算法和人工智能(AI)算法等技术,实时监测电池的质量和状态。控制系统统筹整个分选过程,通过传感器、执行器等设备,实时监测和控制各个部分的运行状态,确保整个分选过程的稳定性和准确性。在工作时,圆柱电池自动分选机通过内置的传感器对待分选的圆柱电池进行数据采集,包括电压、内阻、容量等关键参数。依据预先设定的分类标准和分选要求,设定合适的参数阈值,作为分类的依据。然后,根据采集到的电池数据,将电池按照设定的参数阈值进行分类,分类结果可以是不同的等级或组别,如高性能组、中性能组、低性能组等。其功能特点显著,具有高效性、精准性、灵活性和安全性。设备采用高速图像处理技术和多通道并行处理机制,能够在短时间内完成大量电池的分选工作,显著提高生产效率。同时,通过高精度传感器和先进的算法,准确识别电池的各项参数,实现精准分选,降低误判率。
在实际应用中,AI 视觉识别系统在电池回收领域展现出巨大优势。在野马电池工厂,基于先进传感技术、图像处理算法及智能决策技术,AI + 视觉大模型应用实现对电池缺陷的自动识别和分类,检测准确率超 98%。这一技术能够快速、准确地识别出电池的各种缺陷,如外壳破损、电极腐蚀等,从而将不合格的电池筛选出来,提高回收电池的质量,为后续的回收处理提供更好的原料。此外,一些企业利用 AI 视觉技术开发出的电池型号识别系统,能够快速识别不同型号的电池,便于根据电池的类型和特性采用相应的回收处理工艺,提高回收效率和资源利用率。例如,在处理大量混合型号的废旧电池时,该系统能够迅速对电池进行分类,减少人工识别的工作量和错误率,使回收流程更加高效、精准。
3、动力电池回收产业发展趋势
动力电池回收产业将呈现 “政策强驱动、技术多路径、市场高集中、全球再分工” 的发展格局。中国企业需抓住标准化、数字化、低碳化三大抓手,从 “产能扩张” 转向 “技术 + 模式” 创新,构建全球资源循环话语权。未来十年,行业将诞生 3 - 5 家千亿级龙头企业,推动新能源汽车全生命周期绿色转型。
一、政策驱动
全球范围内,政策对动力电池回收产业的驱动作用愈发显著,法规日益严格,有力推动着该产业朝着规范化方向前行。
在中国,政策体系不断完善。2025 年出台的《新能源汽车动力电池回收利用管理办法》明确了车企和电池厂的责任,对于未达回收标准的企业实施罚款措施,这促使比亚迪等众多企业积极在全国布局回收网点,保障退役电池能够被及时、有效地回收。
同时,中国推行碳足迹管理,要求电池产品标注再生材料比例,规定 2025 年锂再生比例需≥30%,这使得企业在生产中更加重视再生材料的使用,也推动回收企业全力提升锂等金属的回收技术。此外,城市公交电池更换补贴 4.2 万元 / 辆的政策,带动了公交领域的电池退役潮,为回收企业提供了丰富的原料来源,刺激了回收市场的发展。
在国际上,欧盟的《新电池法》规定 2030 年电池再生材料强制比例为钴 90%、锂 50%、镍 90%,作为重要的新能源汽车市场,欧洲的这一法规促使全球电池产业链企业调整生产策略,中国的电池材料供应商和回收企业为保持在欧洲市场的竞争力,纷纷加大研发投入,提升金属回收技术和再生材料生产能力。美国的 IRA 法案对本土化回收产能给予补贴,锂电回收企业可获 30% 税收抵免,刺激了美国本土锂电回收企业如 Li - Cycle 加速扩张,吸引了国际资本和技术流入,加剧了全球动力电池回收产业的竞争与合作态势。
二、技术路径
技术路径上,绿色低碳与高效回收已成为动力电池回收产业的核心追求。
湿法冶金技术持续优化,邦普循环开发出 “短流程” 工艺,通过改进浸出、萃取等环节,酸耗降低 40%,废水回用率提升至 90%,不仅降低了生产成本,减少环境污染,还提高了资源回收效率。由于三元电池在 2024 年退役量中占比 65%,主导市场,而湿法冶金能够精准分离和提纯其中高价值的钴、镍等金属,满足市场对高纯度金属的需求,因此在三元电池回收领域优势显著。
直接再生技术商业化进程加速,宁德时代的 “黑粉再生” 技术使磷酸铁锂正极材料性能恢复率超 95%,成本较湿法降低 35%,直接修复正极材料结构,避免复杂金属提取过程,大幅降低能耗和成本,为行业提供了成功范例。同时,中国将直接再生技术纳入《绿色产业指导目录》,研发补贴提升至项目投资的 20%,激励更多企业和科研机构投身该技术研发,加速其创新与推广。
在生物冶金与低碳工艺探索方面,清华大学团队利用嗜酸菌浸出钴,浸出率达 85%,能耗仅为传统湿法的 1/3,生物浸出技术利用微生物代谢特性,在温和条件下实现金属浸出,虽处于实验室向工业化转化阶段,但未来有望成为重要的低碳回收工艺。海创循环的 “水泥窑协同” 技术利用工业余热破碎电池,碳排放减少 60%,为电池回收的低碳化发展提供新思路与实践经验。
三、市场格局
当前,动力电池回收产业的市场格局呈现产能整合与国际化布局并行的态势。
中国在全球产能中占据主导地位,2024 年回收产能达 423 万吨 / 年,占全球 70%,邦普、格林美等头部企业市占率超 60%。中国凭借庞大的新能源汽车保有量和完善的制造业体系,为产业发展提供了良好条件,这些企业不断扩大产能、优化技术,逐步向全球市场拓展。然而,2023 年白名单企业仅 156 家,75% 退役电池流入小作坊,随着政策完善和市场竞争加剧,未来 3 年行业集中度将提升至 80%,小作坊式回收模式因环保不达标、技术落后等问题将被淘汰,正规企业将凭借规模、技术和资金优势整合市场资源。
欧美市场也在加速追赶,欧洲的优美科规划建设 15 万吨 / 年的回收厂,欧盟计划 2030 年本土回收率超 50%,通过政策引导和企业投资加大布局。美国的 Li - Cycle 获政府 3.75 亿美元贷款,目标在 2026 年实现产能 30 万吨 / 年,政府资金支持助力本土回收企业发展壮大,与中国企业形成竞争。
产业链纵向整合趋势明显,车企主导模式下,特斯拉的 “电池银行” 绑定用户,退役电池直返回收网络,实现从电池生产、使用到回收的全链条控制,提高回收效率,掌握电池全生命周期数据。材料商延伸方面,华友钴业布局 “镍矿 - 前驱体 - 回收” 全链条,整合上下游资源,形成产业闭环,降低原材料价格波动带来的成本风险,提升市场竞争力。
四、商业模式创新
商业模式上,数字化与循环经济的融合成为动力电池回收产业创新发展的关键。数字化溯源平台应用广泛,宝马 i3 电池通过区块链技术打造 “数字护照”,实现从生产、退役到回收的全流程追踪,确保信息透明且不可篡改,提高回收效率,保障电池质量安全。国家动力电池溯源管理平台利用物联网技术,已接入 200 万组电池数据,预计 2025 年覆盖率达 90%,实时收集电池使用数据,为回收价值评估和梯次利用提供支持,也便于政府监管。
共享经济模式在产业中崭露头角,蔚来的电池租赁(BaaS)模式用户基数超 30 万,电池资产归属运营方,回收率提升至 95%,降低用户购车成本,促进新能源汽车普及。奥动新能源建成 5000 座换电站,将退役电池统一进行梯次利用,如应用于储能系统,挖掘电池剩余价值,实现资源循环。
产业协同生态逐渐形成,格林美采用 “废料换原料” 模式,与车企签订长期回收协议,车企提供退役电池,格林美回收处理后将再生材料供应给车企或其他电池生产企业,实现互利共赢。宁德时代在储能站内建设回收产线,利用绿电降低成本,实现储能、充电和电池回收的协同发展,提升企业综合竞争力。
五、未来十年趋势预测
展望未来十年,动力电池回收产业将迎来显著变革。
市场规模上,随着全球新能源汽车保有量持续增长,退役电池数量大幅增加,预计 2030 年全球动力电池回收市场将突破 5000 亿元,中国凭借庞大市场需求、领先产能和技术优势,占比将超 60%。
技术路线会发生明显变化,随着新兴技术发展,湿法冶金占比将降至 50%,直接再生技术因优势逐渐凸显,占比提升至 30%,生物浸出技术也将进入商业化阶段,使回收产业更加绿色高效。
国际分工方面,中国在亚太地区因完善产业链和丰富资源将继续主导市场,欧美凭借先进技术和研发能力,将聚焦高端再生材料提纯领域,形成差异化国际分工格局。
在 ESG 价值层面,全球重视可持续发展,电池回收企业的碳减排贡献将成为重要价值衡量指标,预计企业平均碳减排贡献将占其市值的 15%-20%,企业通过高效回收技术和环保生产方式减少碳排放,将获得更高市场估值和社会认可。
来源:绿创碳和