由于磷酸鐵鋰電池可循環(huán)次數(shù)較高，因此多通過(guò)梯次利用的方式以充分利用其剩余容量;而三元電池含有大量的鋰鈷鎳錳，回收收益較高，此外，考慮到其循環(huán)次數(shù)較低，梯次利用價(jià)值較小，因此更適合進(jìn)行拆解回收。

梯次利用處于發(fā)展初期退役電池回收價(jià)格將成為關(guān)鍵影響因素

目前市場(chǎng)上不同廠商生產(chǎn)的鋰動(dòng)力電池一致性較低，這給梯次利用帶來(lái)了很大阻礙。另外，在梯級(jí)利用時(shí)，鋰動(dòng)力電池的內(nèi)阻、電壓、容量會(huì)在極低的循環(huán)次數(shù)內(nèi)出現(xiàn)猛跌，后期使用維護(hù)困難。整體而言，梯次利用的經(jīng)濟(jì)效益有待進(jìn)一步提升，國(guó)內(nèi)退役鋰動(dòng)力電池的梯次利用還處于發(fā)展初期。

另外，目前梯次利用仍然存在兩大技術(shù)壁壘，離散整合和壽命預(yù)測(cè)技術(shù)，其中剩余壽命預(yù)測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)是全生命周期監(jiān)測(cè)，具體指的是通過(guò)大數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)退役鋰動(dòng)力電池進(jìn)行分析來(lái)獲得相關(guān)的大數(shù)據(jù)，從而決定是否進(jìn)入梯次利用市場(chǎng)。汽車生產(chǎn)企業(yè)和電池生產(chǎn)企業(yè)在這方面具備先天優(yōu)勢(shì)，但隨著新技術(shù)的發(fā)展和電池性能的快速提升，新電池的成本有望進(jìn)一步下降，汽車生產(chǎn)企業(yè)和電池生產(chǎn)企業(yè)的行動(dòng)將很大程度受到退役電池回收價(jià)格的影響。

梯次利用的關(guān)鍵技術(shù)

梯次利用的大數(shù)據(jù)追溯數(shù)據(jù)平臺(tái)

拆解回收以技術(shù)相對(duì)成熟的化學(xué)法為主物理法的商業(yè)化尚需時(shí)日

通過(guò)對(duì)退役鋰動(dòng)力電池進(jìn)行放電、拆解等(見(jiàn)下圖)，可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍俅卫玫母呒冞^(guò)渡金屬和高純鋰鹽。退役鋰動(dòng)力電池回收的核心在于電池包處理材料提取，拆解回收主要集中在對(duì)正極材料的回收上。目前鋰電回收方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法。

動(dòng)力電池拆解再生利用的流程

物理法(又稱干法)包括火法、機(jī)械研磨法、機(jī)械破碎浮選法、水熱溶解沉淀法、有機(jī)溶劑溶解法等。其中火法(見(jiàn)圖4)是最常見(jiàn)的物理回收方法，工藝較為簡(jiǎn)單，可以有效去除電池中的粘結(jié)劑和電解液，但能耗大，溫度過(guò)高時(shí)，鋁箔會(huì)被氧化生成價(jià)值較低的氧化鋁，導(dǎo)致收集困難。與此同時(shí)，高溫燃燒產(chǎn)生廢氣也會(huì)造成環(huán)境污染。

火法工藝流程圖

與物理法有所區(qū)別，化學(xué)法(又稱濕法，如下圖)相對(duì)比較成熟，回收率比物理法高，但一般得到的是金屬氧化物，不能直接作為鋰電池正極材料，后續(xù)制備正極材料的工藝較為復(fù)雜且成本也更高。

廢鋰離子電池化學(xué)法回收流程圖

下表為廢舊鋰電池拆解回收工藝，通過(guò)對(duì)物理法和化學(xué)法工藝流程的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，物理法能夠直接對(duì)正負(fù)極材料、隔膜、電解液進(jìn)行回收，但物理法要求退役鋰動(dòng)力電池采用的電解液、正極材料、負(fù)極材料等一致。但是實(shí)際應(yīng)用中鋰電池正極材料頗多，三元材料也包含111、522、811等多種型號(hào)。因此，目前行業(yè)主要以技術(shù)相對(duì)成熟的化學(xué)法為主，物理法的商業(yè)化尚需時(shí)日。

廢舊鋰電池拆解回收工藝

“回收+生產(chǎn)”具備重要的戰(zhàn)略意義模式將得到進(jìn)一步推廣

根據(jù)電池種類的不同，采取的工藝流程也不同，需要注意的是任何一項(xiàng)環(huán)節(jié)的處理不當(dāng)，都可能造成安全隱患和二次污染。目前，國(guó)際上已經(jīng)有部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化處理退役鋰動(dòng)力電池，鋰鈷鎳是主要的回收材料。表2為國(guó)外實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的主要廢舊電池回收企業(yè)。

回顧國(guó)內(nèi)，從技術(shù)支撐的角度來(lái)看，電池材料生產(chǎn)企業(yè)可利用本身對(duì)材料合成工藝的理解，深挖材料回收處理技術(shù)，優(yōu)勢(shì)更為明顯。事實(shí)上，格林美、邦普、贛鋒鋰業(yè)等開(kāi)展鋰電回收業(yè)務(wù)的公司亦有正極材料等相關(guān)業(yè)務(wù)布局(見(jiàn)表3)。我國(guó)格林美、邦普循環(huán)等企業(yè)的工藝水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水準(zhǔn)，其中，格林美是世界最大的鈷粉制造企業(yè)，超細(xì)鈷分國(guó)際市場(chǎng)份額超過(guò)20%，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額超過(guò)50%，其已經(jīng)世界鎳粉品牌前三名。邦普循環(huán)的綜合回收率國(guó)內(nèi)第一，達(dá)到了98.58%。在上游原材料普遍漲價(jià)的背景下，通過(guò)“回收+生產(chǎn)”鎖定重要原材料價(jià)格具備重要的戰(zhàn)略意義，預(yù)計(jì)未來(lái)這種模式將得到進(jìn)一步推廣。

國(guó)外實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的主要廢舊電池回收企業(yè)

我國(guó)代表企業(yè)回收工藝情況

目前動(dòng)力電池的梯次利用還處于發(fā)展初期，為了退役電池回收價(jià)格將成為關(guān)鍵影響因素;而拆解回收主要以技術(shù)相對(duì)成熟的化學(xué)法為主，物理法的商業(yè)化尚需時(shí)日。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，先梯次利用，在拆解回收，才能將廢舊電池的經(jīng)濟(jì)效益最大化。從技術(shù)支撐的角度來(lái)看，電池材料生產(chǎn)企業(yè)可利用本身對(duì)材料合成工藝的理解，深挖材料回收處理技術(shù)，“回收+生產(chǎn)”模式優(yōu)勢(shì)更為明顯。