1.2 退役動力電池市場發展

1.2.1 退役動力電池回收與利用

退役電池梯次利用指的是將容量不足80%的電池重新改造，以再次應用于儲能領域的技術。具體來說，就是資源再生利用的手段之一，通過對目標電池進行破碎、拆解以及冶煉等改造來達到對鎳、鈷、鋰等資源的再次利用。中國汽車技術研究中心經過考慮汽車報廢年限、動力電池壽命等因素綜合得出，在2018～2020年，全國累計退役車用電池數量達18萬～30萬噸，預計到2025年報廢量或達100萬噸左右［24］。針對退役電池龐大的回收規模，在2012年，國務院發布了《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020年）》，重點強調了制定電池回收利用管理辦法的必要性，同時也敦促各個相關部門建立退役電池梯次利用和回收的方案。

據研究中心數據顯示，截至2021年底，我國退役動力鋰電池回收行業市場規模約為165億元，2022年為280億元，預計2023年我國動力電池回收量將超過320億元。退役電池回收與利用是在梯次利用儲能電池的最后階段，部分電池容量低，已不具備使用價值，要對其進行單體拆解，回收其中的鋰、錳、鈷等稀有原材料。由于電池正極材料成本占總體成本的1/3以上，而負極大多采用石墨等碳材料，因此目前退役電池回收主要是對電池正極材料的回收。不當的回收操作極易造成電池內部短路、起火、電解質泄漏等問題。鋰電池的正極材料主要包括三元鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等，回收方法有化學法和生物法。化學法利用化學反應對電池進行處理，包括火法回收和濕法回收。火法回收通過高溫燃燒電極中的有機物，然后對未燃燒部分經過篩選，得到高含量的金屬粉末，目前主流的方法有以下幾種：一種是在1000℃下對廢舊鋰電池進行焚燒，可有效去除有機黏合劑與電解液，獲得鋰、鈷原材料。火法回收工藝簡單，但對設備要求較高，同時材料回收率較低。濕法回收技術利用化學溶劑為轉移媒介，浸泡分離電極片中的金屬元素，再利用沉淀、吸附等化學反應，富集提取溶液中的金屬離子；還有用N-甲基吡咯烷酮（NMP）分離電極片中的活性物質，用高溫煅燒法去除碳粉，通過微波溶解技術回收金屬鋰、錳、鈷離子，溶解率達到100%；還可以利用新型柑橘類水果回收廢舊鋰電池的綠色方法，實現鋰、鈷和錳的回收；另外，還可以采用Fenton試劑輔助浮選法回收鈷酸鋰電池，鈷的回收率達98.99%。濕法回收成本低，設備要求不高，研究較為普遍，是目前國內退役電池回收的主流方法。生物回收技術是利用微生物將鋰電池中的有用成分選擇性地溶解出來，獲得含有金屬化合物的溶液，最終實現鈷、鎳等稀有金屬的回收。運用酸浸-生物浸出工藝回收廢舊鋰電池中的銅、鈷、鎳，經生物浸出后，鈷和鎳的浸出率分別達到99.93%和99.46%；采用硫-氧化桿菌和鐵-氧化細菌混合體系從LiFePO₄、LiMn₂O₄和LiNi_x Co_y Mn_1-x-yO₂廢舊動力電池中提取鋰、錳、鈷和鎳，通過pH優化，4種有價金屬的浸出率均達到95%以上［25］。生物回收技術盡管存在技術難題，但其成本低，且微生物可重復利用，具有良好的發展前景。

退役動力電池回收體系是一個專門處理退役鋰離子電池等化學電池的系統，旨在回收和再利用電動汽車、混合動力汽車和其他設備中使用的動力電池。該體系涉及從收集退役電池到處理、分揀、修復或再制造的整個過程。退役動力電池回收體系通常包括收集、運輸和儲存、處理和分揀、修復和再制造、回收和回饋5個環節。首先是收集各種來源的廢舊動力電池，包括電動汽車、混合動力汽車以及工業和商業用電池等。這些退役電池可以通過回收中心、電動汽車廠商或其他特定渠道進行收集。接下來將收集到的退役電池進行運輸和儲存，確保其安全處理。退役電池需要在運輸過程中得到適當的保護，以防止電池失效或發生泄漏。然后對退役電池進行處理和分揀，根據不同的類型和狀態將其分類。可能會采用一系列物理和化學方法來處理電池，以減少對環境的影響，并確保安全。再次對一些仍具備較高價值和可再利用性的退役電池，進行修復和再制造。這些電池可以得到清潔、修復或重新組裝，以延長其使用壽命并再次應用于其他用途。最后對不能修復或再制造的退役電池，進行回收處理。通過回收退役電池的金屬和化學物質，可以減少資源浪費，并降低對環境的負面影響。同時，回收后的材料可以被用于生產新的動力電池或其他產品。

退役動力電池回收體系的建立可以促進可持續發展，減少對有限資源的依賴，并降低電動交通對環境的負面影響。它還有助于推動循環經濟的發展，提高能源利用效率和環境保護水平。退役動力電池回收體系的建設對于新能源發展至關重要。它促進了資源回收與循環利用，降低了成本，支持技術創新，增加新能源供應量，推動產業鏈發展，并支持相關政策和法規的實施。通過這種緊密的關系，退役動力電池回收體系為新能源產業的可持續發展提供了重要支持［26，27］。