報告鏈接：《中國廢舊動力鋰電池回收利用（再生+梯次）市場發展趨勢與投資前景預測報告（2025版）》
我國動力電池累計裝機已超530GWh，廢舊電池規模較大且增長較快，所面臨的環保壓力和廢舊電池所蘊含的經濟效益每年都在快速提升，電池回收勢在必行。2021 年我國動力電池裝機量達到154.5GWh，占全球的52%，截至今年6 月底我國動力電池累計裝機量已達531.9GWh，保持全球領先地位。動力電池的性能會隨著充電次數的增加不斷衰減，一般而言，當電池容量衰減到總容量的80%時，動力電池將不能滿足新能源汽車的要求，需要更換電池。
環保方面，動力電池中有大量鈷、鎳等金屬，以及氟化物、塑料隔膜等物質，這些物質如果不經過合理處理而直接放置在自然環境中，會對環境造成非常嚴重的傷害。經濟效益方面，從新能源汽車上退役下來的動力電池仍然具有較高余能，并且動力電池中含有大量的鈷、鎳、鋰以及其他稀有金屬，但是這些金屬并不會隨著動力電池使用壽命的終結而消失，這些金屬材料仍具有較好的經濟價值，對其做直接報廢處理將會產生巨大的資源浪費。將廢舊動力電池進行回收后通過拆解、分離、提純等加工后可再次用來生產動力電池或者其他產品，進而可充分利用此類有價金屬，實現經濟效益最大化。
電池回收主要分為梯次利用及拆解回收兩種方式。動力鋰電池退役后需要進行余能檢測，若余能在80%以上，可以通過修復和增容來提升其性能；余能為20%-80%的電池，雖然不能滿足原來級別汽車的動力需求，但依然具有低端汽車及其他儲能的價值，因此可以根據其具體需求進行梯級利用；對于余能不足20%的電池，則可以直接進行報廢并拆解回收處理。
梯次利用是指動力電池退役后，以電池包或模塊、單體的形式再次應用到儲能電站、光儲系統、通信基站以及低速電車等性能要求低于電動汽車的場景的過程。動力電池的梯次利用不僅可以有效地減少鋰離子電池帶來的污染，減少資源浪費，還可以提高電池的利用價值，實現全生命周期的價值最大化，降低電動汽車、電能存儲等相關行業的成本，從而促進新能源汽車的發展。拆解回收是指通過物理回收、濕法回收或者火法回收等工藝，再次利用退役動力電池中的鋰、鈷、鎳、錳、鋁箔以及銅箔等有價值的材料。
電池回收按照經營主體不同劃分為四類商業模式按照經營主體分類，電池回收的商業模式主要分為鋰電材料企業回收模式、生產者責任制回收模式、整車企業為主體回收模式以及梯次利用回收模式四類。
1）鋰電材料企業回收模式是鋰電材料企業為主導，通過回收廢棄電池中鋰、鈷、鎳等關鍵有價材料資源，形成產業閉環，從而實現降本的商業模式。該模式的代表企業有邦普、華友鈷業以及格林美等。華友鈷業向產業鏈下游延伸至回收，拓寬其在鈷資源等原材料供應渠道，保障資源維穩及成本掌控。格林美按照“電池回收-原料再造-材料再造-電池包再造-新能源汽車服務”的新能源全生命周期價值鏈開展業務布局。此外，光華科技、贛州豪鵬、中偉股份、贛鋒鋰業、廣東佳納、金馳能源等也紛紛布局回收業務，具備鋰電回收能力。
2）生產者責任制的回收模式將動力電池生產商對于電池的環境責任擴展到電池的整個生命周期中，即電池的生產、使用、回收以及報廢處置等過程。退役的動力電池沿新品電池的物流路線逆向返回。該模式以動力電池企業為主導，卡位回收處理，提高原料的上游議價能力，降低電池生產成本，成為該類商業模式的源動力。但是該模式逆向物流回收動力電池的路徑長，可能由于國別、地域的差異不利于追責。并且由于交轉次數和運輸次數較多回收成本提高，可能不利于電池回收。電池企業通常以建立戰略聯盟、參股等形式參與材料企業、第三方回收機構合作，布局電池回收業務。國內代表性企業包括寧德時代、比亞迪、國軒高科等。
3）整車企業為主體的回收模式是指因消費者使用不當等原因導致動力電池先于電動汽車報廢時，維修或更換的電池由整車企業承擔電池回收責任，整車企業將電池交至動力電處理單位的回收模式。該模式下，整車企業承擔生產者責任，有義務建立電池回收網絡，利用旗下4S 店等渠道從C 端回收退役電池。該模式相對于生產者責任制的回收模式而言，回收路徑更短，有利于保護動力電池技術及設計等商業機密。此外，整車企業可通過動力電池處理單位了解不同類型動力電池報廢后處理的難易程度，從而能夠在生產設計時將電池回收處理考慮在內。該模式的代表性企業包括北汽鵬龍、奔馳、豐田以及特斯拉等。
4）采用梯次利用回收模式的企業通常是并非電池以及電池回收業務的第三方企業，其主營業務類型為儲能電站、光儲系統、通信基站或低速電車等，能與動力電池回收的梯次利用有較好的契合點，因此進行電池回收業務布局。該模式的代表企業為中國鐵塔。中國鐵塔是國有大型通信基礎設施服務企業，既是退役電池的消費者，也是退役電池的回收者。其回收模式關鍵在于與車企、動力電池企業合作，共建共享回收網絡。中國鐵塔與一汽、東風、江淮、比亞迪、蔚來等眾多新能源車企簽署了戰略合作協議，這些合作協議主要服務于新能源汽車退役電池的回收利用。此外，2018 年1 月中國鐵塔與國軒簽訂動力電池梯級再生利用戰略合作協議，協力推動梯級動力電池在通訊基站領域的應用。
車用動力電池梯次利用工藝流程包括電池拆解、電池篩選、電池重組、系統集成等。退役電池包經過外觀評估以及一致性檢測則可以直接以整體形式用于低性能要求的場景；若未通過則需要將電池包拆解為電池模組或電池單體，并再次進行電池篩選。電池模組或電池單體需要進行外觀評估、剩余壽命預測以及性能狀態檢測等篩選過程，通過后則需要進行電池重組。電池重組包括電池成組、均衡管理、BMS 數據監管以及安全檢測等步驟。安全檢測通過后需要進行系統集成再進入低性能要求的場景。當退役電池梯次利用結束后，余能低于20%通常可以直接進行報廢處理或進一步進行拆解回收。
動力電池拆解回收工藝包括預處理工藝、正負極材料回收工藝及電解液回收工藝。預處理工藝包括放電、拆解、粉碎、分選等，預處理的目的是將電池內的金屬外殼、電極材料等分離出來。正極材料回收工藝主要包括物理回收、化學回收以及生物回收工藝。其中，化學回收工藝又可以進一步細分為火法回收工藝和濕法回收工藝。
物理方法回收技術是指將廢舊動力電池的電極活性物質、集流體和電池外殼等內部成分，經過機械拆解破碎、過篩、磁選分離、精細粉碎和分選等工藝流程，獲得有價值產物，并進行回收再制造的回收工藝。物理回收工藝流程可以分為自動化拆解以及再制造兩大部分。其中，自動化拆解工藝是指從廢舊電池中拆解出電池正負極粉、鋁粉、銅粉等的過程。首先，廢舊電池放電后，通過機械拆解獲得廢電解液、螺母墊片、正負極導電柱、電池芯包、鋁合金外殼和橡膠塑料等。其次，對拆解獲得的電池芯包進行進一步粉碎分選進而獲得鋁粉、銅粉等有價金屬，以及電池正負極粉；對拆解獲得的廢電解液進行回收處理；對其他拆解獲得的組分進行再加工后，銷售給電池生產商。最后，將電池正極粉進行成分調整后，正負極粉分別進行材料修復，并獲得電池正負極材料，從而可以再次使用，進行電池再制造。直接物理方法回收技術分離出電池包各個組成之后，通常需要通過火法或濕法回收工藝進一步處理回收。
火法回收工藝是指通過將電極活性材料高溫煅燒處理，從而將電極中的金屬元素以金屬或合金的形式回收利用的回收工藝。首先，對廢舊電池進行自動放電處理。其次，按電池種類進行分類，通過震動篩選和磁選分離金屬外殼和電極材料部分。再次，將電極材料部分放入干電弧爐內高溫處理，通常高溫煅燒處理溫度超過1000℃。該高溫處理過程中，塑料和有機溶劑被燃燒，為回收過程提供能量，燃燒時產生的還原氣體能夠保護電極內金屬元素。最后，經篩選得到含有金屬和金屬氧化物的細粉狀材料。新生成的合金可通過濕法回收工藝進一步拆解回收。火法冶金工藝易于操作，成熟度較高，但是并不能真正有效地回收鋰，也無法回收電解液、隔膜以及負極石墨，并且存在能耗高、產生污染性氣體等缺點，經濟可行性相對較差，不利于工業化規模生產。火法回收的難點是如何有效分離薄膜、塑料等有機雜質與金屬。目前采用該回收工藝的代表企業為日本索尼和住友公司，他們通過火法和濕法相結合的工藝對廢舊鋰電池進行回收，通過火法回收生成的活性物質被送到住友公司進行進一步的濕法回收。
濕法回收工藝是將預處理后的正極材料以離子形式浸出到溶液中，經過濃縮及提純等流程進而生成金屬鹽或其他產物的回收工藝。廢舊電池經過分選分類、以及去殼等步驟后，需要進行還原浸取。還原浸取常采用酸浸工藝，該工藝幾乎可以將所有過渡金屬氧化物溶解到溶液中，通常使用強無機酸作為浸出劑。由于使用強無機酸作為浸出劑會導致Cl2、SOx 以及NOx 等有毒氣體的排放和廢棄酸液的產生，吸收設備和凈化設備成本支出大，因此也可以使用檸檬酸或蘋果酸等有機酸進行代替。相比于火法回收工藝，濕法回收工藝具有回收率較高、產物純度較高，以及操作溫度較低等優點，成為了目前回收廢舊電池最常用的方法。但是濕法回收也存在工藝流程較長、操作程序復雜，以及污染治理成本較高等缺點。由于濕法回收處理過程中一般會使用過量的酸等腐蝕性溶液來確保浸出效率，因此會造成大量浪費，并且廢液難以處理，可能造成二次污染。
石墨負極材料回收工藝通常采用熱處理、浸出或研磨浮選的方式來回收。石墨在廢舊鋰電池當中所占比例（質量分數）約為12%～21%。在美國和部分歐洲國家等石墨儲量較低的國家及地區，石墨是一種關鍵材料。并且，廢舊石墨負極經再生后可作為新電池的高容量負極重復使用。石墨負極材料回收工藝通過包括高溫熔煉和篩分工藝步驟。首先在1673K 氮氣下煅燒4 小時，集流體銅箔變成了球形顆粒并從石墨中分離出來，然后通過超聲振動和篩分可得到再生石墨。經該工藝回收的石墨純度可達99.5%。此外，在另一種石墨負極材料回收工藝流程中，能夠同時回收有價值的鋰元素。首先，通過兩段焙燒法將石墨從銅箔中分離出來。其次，氧化石墨中剩余的銅，使其容易被酸除去。再次，經鹽酸浸出后獲得純凈的石墨，浸出液中殘留有鋰、鋁和銅等元素。最后，調節pH 值去除鋁離子和銅離子后加入碳酸鈉，從而以碳酸鋰的形式回收鋰離子。
電解液回收工藝通常采用真空熱解或萃取法。動力電池的電解液約占電池成本的15%，其中含有較為豐富的鋰離子，具有一定的回收價值。電解液主要由有機溶劑和帶有毒性的鋰鹽物質組成，若僅通過火法處理進行燃燒分解，產生的溫室氣體、含氟煙氣以及大量粉塵，將不利于環境可持續發展。由于超臨界CO2 能夠有效溶解非極性物質，可將電解液從廢舊的鋰電池中分離，并且CO2 具有穩定、無毒且價格低廉的特點，因此常用于電解液回收工藝中。通過超臨界CO2 萃取出的電解液，經過調整壓力、溫度和萃取時間等工藝參數，提取出有機溶劑、鋰鹽和添加劑，回收率在90%以上。