梁秋阳　岳亮亮　张鹏　高恒

【摘  要】动力电池是新能源汽车重要零部件，随着新能源汽车不断普及，动力电池的回收是当前阶段急需解决的问题，也倍受国家重视。中国不断出台相关政策来规范电池回收，同时不同的企业也分别制定适合自己的电池回收策略。本文将对国内外关于动力电池回收政策、体系以及相關企业回收策略进行总结，同时对于现有针对电池回收后的电极处理方法进行总结归纳，并对今后的发展方向进行展望。

【关键词】新能源汽车；动力电池回收；回收政策体系；回收方法

中图分类号：U469.72    文献标志码：A    文章编号：1003-8639（ 2023 ）06-0008-04

Overview of Electric Vehicle Power Battery Recycling

LIANG Qiu-yang YUE Liang-liang ZHANG Peng GAO Heng

（1.SGM Wuhan Co.，Ltd.，Wuhan 430200；

2.Pan Asia Technical Automotive Center Co.，Ltd.，Shanghai 200129，China）

【Abstract】Power battery is an important part of new energy vehicles，with the increasing popularity of new energy vehicles，the recovery of power battery is the current stage of the urgent need to solve the problem，but also much national attention. The relevant policies are constantly introduced to standardize battery recycling，while different enterprises develop their own battery recycling strategies. This paper will summarize the domestic and foreign policies，systems and recycling strategies of related enterprises on power battery recycling，and summarize the existing electrode treatment methods for battery recycling，and prospect the future development direction.

【Key words】new energy vehicle；power battery recycling；recycling policy system；recycling method

随着人们对环境污染与能源存量问题的关注，越来越多的新能源车企崭露头角。当前新能源汽车大多采用动力电池的方式来提供动力，相较于燃油车依靠不可再生的石油来提供动力，新能源汽车在提高燃料经济性的同时可以减少对环境的污染。从2015年开始，新能源汽车在全球范围内的销量迅速增长，到2021年，全球电动汽车销售量达到610万辆，同比增长109%，其中中国销售量为353.3万辆，同比增长157.57%，预计2025年，全球电动汽车销量将达到2400万辆，中国销售量预计达到1181万辆。

动力电池是电动汽车的心脏，为其提供动力来源。对于电动汽车来说，动力电池的性能参数决定着电动汽车的相关参数。比如，动力电池的容量决定着电动汽车的续航里程，动力电池材料的选择影响着整个汽车的成本、安全性等。正常情况下，动力电池随着使用年数的增加，其容量会慢慢衰减，当衰减到一定程度就会达到报废标准。当前，随着电动汽车的不断推广，越来越多的人选择电动汽车，也会有越来越多的动力电池面临报废，而废旧电池中含有一些环境污染物，同时也含有一些可以回收利用的电极材料，因此，如何正确处理废旧电池是当前急需解决的问题。可以从宏观和微观方面入手，在宏观方面，各国不断出台更新关于动力电池处理的政策，同时，在国家政策下，各大企业也制定出适合自己的电池回收策略；在微观方面，对于动力电池中废旧材料的回收方法也有越来越多的研究正在寻找更加高效、高利用率的回收提取方法。

1  动力电池回收政策及回收体系研究

1.1  国外动力电池回收政策及回收体系

1）日本很早就规范了电池回收利用。日本提出了“电池生产-销售-回收-再生处理”电池回收体系，并对此不断完善，形成了相对比较成熟的动力电池回收体系。日本国土资源比较匮乏，所以日本对于资源的循环利用方面比较重视，因此也比较鼓励发展新能源汽车。

2）美国历来重视环境管理工作，对废电池的回收有严格的技术规范，同时实行对生产者责任延长制度和押金制度。例如电池销售时以附加环境费的方式向消费者征收一定的费用，作为动力电池口征收利用费金的支持，同时在动力电池企业销售精制回收原材料时给予一定的价格保障，保证电池回收企业的利益，从而促进电池回收利用的健康发展。

3）欧盟亦是最早关注电池回收并采取措施的地区之一，最早在20世纪80年代，欧洲就有国家颁发了一些关于电池回收管理的法规。1991年，欧盟颁布《废旧电池管理指令》，该指令指出对于废旧电池，必须标明各成分含量，同时表明此废旧电池的回收要求，为使用者对其处置提供参考。

1.2  国内动力电池回收政策及回收体系

1.2.1  回收政策

中国动力电池回收政策经历3大发展阶段，大型化、规范化是其主要的发展方向。动力电池回收政策高频发布，行业标准持续出台，规范化程度持续提升，为行业市场空间释放提供保障[1-2]。下面针对动力电池回收政策经历的3个发展阶段进行详细阐述。

1）2012～2015年：电池回收开始被政策提及，但只作为新能源汽车政策文件的部分条款出现，缺乏体系化政策，电池也尚未形成主流技术路线，梯次利用为重点思路之一。

2）2015～2018年：进入专题政策阶段，国家针对动力电池回收陆续出台多项政策、方法，对回收利用管理、回收技术标准作出详细规定。

3）2018年至今：政策出台速度明显加速，开始密集发布各项管理办法，增加试点项目，追加电池溯源管理，提高行业规范度，助力清理整治行业生态乱象。溯源管理下，国家溯源平台共收录新能源汽车配套各类电池总量超过890万包，电池流向逐步有迹可循。

此外，在规范化和专业化的基础上，动力电池回收也趋向于大型化。2021年底《关于完善资源综合利用增值税政策的公告》要求从事再生资源回收的增值税一般纳税人缴纳3%增值税，压低了小作坊的利润空间，增加了其生存难度，正规回收企业的市场份额有望增大。中国新能源动力电池回收政策时间图见图1。

1.2.2  回收体系

目前市场上新能源汽车动力电池主要有两大类型：磷酸铁锂电池和三元锂电池。三元材料电池与磷酸铁锂电池为行业主流，且三元电池因其金属含量更高，回收经济性更强。从电池回收的角度来看，三元电池中镍钴含量更高，回收经济性也更强，而磷酸铁锂电池目前仍主要通过梯次利用的形式进行回收利用，并出现直接进入再生利用阶段的趋势。

1）磷酸铁锂电池回收。磷酸铁锂电池通过梯次利用与再生利用途径进行，随着动力电池的使用时间增加，电解液和活性物质逐渐被消耗，且易生成锂树枝晶，容量逐步降低。对于动力锂电池组，当其中一部分电芯的容量衰减较快以致该部分电芯容量过低，电池电量将不能稳定输出，易导致安全问题。一般来说，根据电芯衰减情况，动力电池容量衰减至80%以下时需要退出使用，进入回收利用期。磷酸铁锂电池容量降为20%～80%时为轻度报废，可以进入梯次利用阶段，用于储能、通信基站以及用户侧；容量降为20%以下时为重度报废，将进入再生利用阶段。未来在直接进入再生利用阶段的趋势下，磷酸铁锂电池容量下降至80%以下时，直接进入再生利用的比例或将持续提升。磷酸铁锂电池回收体系如图2所示。

2）三元锂电池回收。三元材料电池梯次利用价值微弱，主要以再生利用为回收途径，报废拆解收益显著。目前，三元材料电池的实际循环次数为800次左右，而磷酸铁锂电池循环次数已达到2000次。当进入80%容量以下的衰减期后，三元材料电池将以更快的速度衰减，因此其梯次利用回收价值微弱。相对于三元材料电池，磷酸铁锂电池的高循环次数叠加低衰减速度带来其梯次利用的高收益。三元材料电池包含锂、钴、镍等多种金属，且锂含量超过7%，较对于磷酸铁锂电池锂含量更显著。通过电池回收，金属可再次利用，且近年来金属价格攀升，三元材料电池的拆解回收价值将成为其回收利润主要来源。三元锂电池回收体系如图3所示。

2  各类企业动力电池回收策略

2.1  金属冶金企业电池回收情况

针对动力电池回收，随着国家政策陆续出台，金属冶炼企业纷纷入局电池回收，以完善自身产业链布局，例如华友钴业、赣锋锂业、格林美、腾远钴业等，此类企业由于深耕金属冶炼，往往具备技术优势，同时其中部分企业由于同下游正极材料厂、电池厂等密切合作，因此亦具备一定的渠道优势[3]。表1为金属冶金企业动力电池回收模式。

2.2  动力电池企业回收情况

除此之外，动力电池制造企业也有针对动力电池回收策略。表2为相关动力电池制造企业电池回收模式[4-5]。

2.3  车企电池回收情况

生产者责任延伸制亦要求汽车与电池生产方回收利用报废电池，自身渠道优势保障企业电池来源[6]。隨着《生产者责任延伸制度推行方案》出炉，一系列政策相继印发，旨在鼓励汽车与电池生产方建立自身电池回收点，增加电池回收业务。生产企业拥有自身报废电池稳定来源，布局电池回收业务在响应政策呼吁的同时，完善产业链、稳定公司发展，在资金、技术支持下，有望提高在回收领域的话语权。表3为中国主要车企关于动力电池回收策略。

车企作为动力电池回收的主体，主导着整个产业的节奏和进程，其战略的制定和实施对于其他参与者来说影响深远，从表3可以看出国内主流车企在动力电池回收上的共通点：一是目前车企的回收途径主要都选择设立动力电池回收服务网点，主要的回收模式是采用自建回收站点和合作建立回收站点；二是在回收的战略布局上，独自奋斗的车企很少，大多采用合作的方式，共同发展。

3  动力电池回收方法研究

3.1  正极材料回收

动力电池整体回收流程主要分为3个过程[7]：预处理过程、分离提取过程和产品制备过程，其中以分离提取过程为企业技术差异化核心。预处理过程是将废旧锂电池放入食盐水中放电，去除电池的外包装和金属钢壳得到里面的电芯。通过火法冶金、湿法冶金、生物冶金过程，可以提取得到镍钴合金与镍/钴/锂溶液，在直接再生技术下，制备出金属盐前驱体。分离提取过程关系到拆解后的各类废料中高价值组分的回收率，影响提纯度与回收价值；提取过程所用辅助材料作为企业成本之一，影响企业回收利润；提纯度叠加回收成本，使分离提取过程成为企业技术研发核心领域。

目前，动力电池回收方法主要包括干法回收、湿法回收、生物技术回收。湿法技术相对成熟，回收得到的金属盐、氧化物等产品纯度能够达到生产动力电池材料的品质要求。湿法回收工艺以其回收率高、金属纯度高的优势，正日渐成为企业采用的主流技术路线[8-9]。

相较于湿法技术，干法技术虽然回收量大，但有更多的能耗与环境污染的成本，且纯度低，对技术要求高。生物回收技术需依靠微生物浸出，目前微生物菌类培养困难，浸出环境要求高，容易带来高昂的研发成本。当前国内大型企业大多采用湿法技术路线作为金属资源回收的主要技术[10]。湿法冶金图流程如图4所示。

3.2  负极材料回收

目前，对于锂离子电池正极材料回收研究较多，并且取得了很多进展，但锂离子电池负极材料回收相对薄弱。随着生态保护、节能减排等不断深入，锂离子电池负极材料回收利用也日益受到重视。当前关于锂离子电池负极材料回收方法研究中，主要包括浮选法回收、热处理回收、湿法冶金回收、火法冶金回收等[11-15]。其中，浮选法回收与热处理回收属于负极材料回收方法中的物理法，而湿法冶金与火法冶金属于化学法。

1）浮选法回收是利用物质本身的润湿性差异，或者利用捕收剂、起泡剂和调整剂的作用，选择性地将疏水材料与亲水材料分开。

2）热处理回收是将废旧锂离子电池负极置于一定高温区间使黏合剂挥发或分解，使铜箔集流体与负极活性物质石墨粉得以分离。

3）湿法冶金回收是基于废锂离子电池中的金属能够溶解于酸性、碱性溶液或其他溶剂，将金属转移至溶液中，进而采用过滤分离或离心分离的方式将石墨与其他金属物质分开。

4）火法冶金回收是将经过预处理后的废电极粉末高温处理，去除有机物的同时使粉末中金属及其氧化物发生氧化还原反应得到合金和炉渣，是处理废电池的常用方法之一。

4  总结与展望

在回收政策方面，国外关于动力电池回收相关的法律法规颁发比较早，相对比较成熟，主要是提高电池生产制造要求、消费者纳税、规范电池回收方等方面，而中国的回收政策主要是从动力电池回收方着手，规范了电池回收方对动力电池回收的方法、要求、标准等，后续也可参考国外相关政策，比如从动力电池生产入手，要求在电池生产时尽量选用对人体、环境危害更小的材料，同时也可在消费者购买时先预付电池回收征收费用，以便提高动力电池回收率。

在回收体系方面，中国当前主要的回收体系主要为“梯次利用—再生利用”，梯次利用可以提高电池的利用率，减少资源的浪费，再生利用可以通过提高材料的利用率来减少资源浪费，同时减少对环境的污染，因此当前的回收体系相对比较合理，后续也可以针对梯次利用和再生利用，制定更加详细的标准。

在企业回收策略方面，无论对于车企还是电池生产企业来说，单打独斗者非常少，普遍趋势是选择“抱团”合作。对于回收企业来说，可预见的趋势是：尽管车企扮演主体责任，但更多的回收工作将会由第三方企业来承担。

在再生利用方法方面，正极材料的回收主要采用湿法回收，回收率高、金属纯度高，负极材料主要采用物理法和化学法，后续也可以探索更好的方法回收电极材料，提高材料的利用率。

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（編辑  凌  波）