前言

動力電池即將迎來首批退役潮，預計2020 年鋰電池回收市場整體規模將達到156 億元。2017-2020 年復合增長率為40.84%。商業模式已具雛形，三元電池的資源化回收或將成主角，“回收網絡+專業化處理”的框架性商業模式正在不斷優化。通過與動力電池和整車廠商的積極合作，專業第三方回收企業逐步建立起較為成熟的回收網絡。“回收網絡+專業化處理”的商業模式已具雛形。其中，相較于動力電池生產者，專業化處理回收企業在資源化回收領域具有多方面優勢，尤其在技術、資質和環保配套方面優勢明顯。隨著鋰電池回收市場的爆發，規模效應凸顯，技術儲備深厚的專業化處理企業將率先獲益。

1鋰電池回收市場已處于爆發前夜，預計2020年市場規模將達到156億元

1.1 鋰電池回收兼具環保性和經濟性，是構筑產業鏈閉環的關鍵

隨著使用時間的增長，鋰電池的容量、放電效率以及安全性等各方面性能均會出現明顯下滑。對于已經不能滿足當前應用需求的鋰電池，回收可以有效發揮其“剩余價值”：對于應用于消費類場景的鈷酸鋰、三元材料鋰電池，可以回收其中的鋰、鈷等金屬元素及外殼；而對于結構和組分更加復雜的動力電池，則有梯次利用和原料回收兩種模式：
（1）容量無法滿足新能源汽車要求，但循環壽命較長的動力電池，可通過梯次利用的模式用于儲能領域；
（2）對于循環壽命顯著下降的電池，可提取其中的金屬氧化物、有機電解液、塑料外殼等再生資源。

梯次利用是適用于廢舊動力電池的一種高效節能的回收方式，通過延長動力電池使用期限的方式實現經濟性目標。一般而言，當新能源汽車搭載的動力電池容量衰減至80%左右時，動力電池將被淘汰，但此時的動力電池仍然能用于儲能設備，投放到商業住宅儲能站、電動汽車充電儲能站以及電信基站等場所。

資源化回收可以有效收回鋰電池成本，具有較強的經濟性。電芯在動力電池成本中占比達到36%，若扣除毛利則電芯占比高達49%；在消費類電池中電芯成本占比更高。而在電芯中，富含鎳鈷錳等金屬元素的正極材料的成本占到了45%。通過原料回收，鎳鈷錳等金屬元素可實現95%以上的回收率，而鋰元素的回收率也在70%以上，經濟效益顯著。經由資源化回收，可以生產出鎳、鈷、錳及鋰鹽，甚至進一步產出三元正極材料及前驅體，直接用于鋰電池電芯制造，具有構建產業鏈閉環的重大意義。

另一方面，鋰電池正極材料中包括鎳、鈷、錳、鋰等重金屬元素，而電解液一般由高純度電池級電解質鋰鹽、有機溶劑和必要的添加劑等原料制成。如將廢舊鋰電池采取普通的垃圾處理方法(包括填埋、焚燒、堆肥等)，其中的重金屬和電解液等物質將對大氣、水和土壤造成嚴重污染，因此鋰電池回收具有環境保護和污染防治層面的必要性

1.2 政策框架明確，細則不斷落實推動回收市場發展

近年來，國家通過一系列直接補貼型和鼓勵引導型政策大力推動新能源汽車相關產業發展。隨著新能源汽車和動力電池的產銷量快速增長，動力電池報廢回收的問題逐漸顯露。針對于此，近年來國家積極部署相關政策和規范，動力電池回收的政策框架已經基本確立：2016年1月，工信部出臺《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》，對動力電池綜合利用產業提出規模化、規范化和專業化的要求；而2017年1月出臺的《生產者責任延伸制度推行方案》則明確動力電池生產者為動力電池回收的責任主體。

基本政策框架確定后，國家標準化管理委員會聯合行業內主要企業著手制定了《車用動力電池回收利用 拆解規范》《車用動力電池回收利用 余能檢測》等鋰電回收行業細則政策；未來，國標委還將針對包裝運輸、梯次利用、放電、拆卸、材料、生產條件等諸多方面制定豐富詳細的準則。政策細則的不斷落實將推動鋰電池回收行業向健康、有序的方向發展。

此外，部分地區出臺了補貼政策以鼓勵動力電池回收行業發展：上海市曾出臺政策規定，車企若回收動力電池，政府將補助1000元/套。深圳則推出如下政策：每賣一輛車，則廠商出資600元、政府配套300元——專門用于回收動力電池，以激勵電池回收機制的建立。補貼政策對緩解上海、深圳等新能源汽車高消費地區的動力電池回收處理需求，具有積極的意義。

1.3 動力電池首批退役潮將至，預計2020年市場整體規模將達156億元

在國家能源戰略的指導規劃下，2014年以來新能源汽車相關政策集中出臺，伴隨著動力電池技術的不斷進步，整個產業鏈進入高速發展期；2013-2016年，新能源汽車的年銷量由1.76萬輛劇增至50.7萬輛。受到新能源汽車需求爆發的直接拉動，2014年以來動力電池出貨量也呈現同步高速增長態勢。

動力電池的正極材料主要包括磷酸鐵鋰和三元材料兩種，一般由新能源客車搭載的磷酸鐵鋰電池具有較高的循環性能，80%循環壽命可達2000-6000次；而新能源乘用車搭載的三元材料電池雖然具有更高的能量密度，但其80%循環壽命僅為800-2000次。鋰電池不同應用環境的影響，磷酸鐵鋰電池的平均使用年限約為4-6年，而三元電池的使用壽命在2-4年左右；故此2014年以來裝機量快速增長的動力電池將在2018年迎來首批退役潮。另一方面，消費類電池中有較高回收價值的為鈷酸鋰電池和三元電池。綜合各類鋰電池消費結構和使用年限，我們測算得出，未來三年鋰電池退役規模將快速增長，至2020年退役鋰電池將達60GWh以上, 2017-2020年復合增長率為41.12%。

根據目前主要的三類材料體系鋰電池——三元材料、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰電池的回收價值，我們進一步測算出鋰電池回收的市場規模。同時要考慮到，鋰電池生產過程中會產生一部分報廢電池和邊角料，目前仍是電池回收的次要來源之一，預計未來隨著設備升級和工藝技術改進，生產過程中報廢電池和邊角料比率將有所下降。綜合以上各類電池回收來源，我們預計未來三年鋰電池回收市場將呈現快速增長態勢，至2020年市場規模有望超過156億元，2017-2020年復合增長率為40.84%。

2 商業模式已具雛形，三元電池的資源化回收或將成主角

2.1“回收網絡+專業化處理”的框架性商業模式正在不斷優化

鋰電池回收行業目前尚處于發展初期，商業模式尚不很成熟。在2014年之前，鋰電池的需求主要來自手機、筆記本電腦等消費類電子產品，因其體積小、結構和組分簡單、集散運輸難度小，因而多由傳統的鎳氫、鎳鎘電池回收企業進行回收處理。2014年后，新能源汽車產銷量大幅增長，受此需求拉動，動力電池在2016年已經成為鋰電池中消費占比最高的產品；同時，動力電池材料、動力電池、新能源整車產銷和運營等更多的企業也逐漸進入了鋰電池回收產業鏈。經過多方的努力探索，并且伴隨著技術的不斷進步，目前“回收網絡+專業化處理”的框架性商業模式初具雛形，也已涌現出格林美、邦普集團等行業領軍企業。

目前，回收網絡主要包括兩套模式：生產者主導的回收網絡和以專業第三方為主體的回收網絡。2016年1月，五部委聯合下發《電動汽車動力蓄電池回收利用技術政策（2015年版）》，明確建立動力電池編碼制度，形成廢舊電池可追溯體系，為生產者為主體的回收網絡構建提供條件；2017年1月，國家出臺《生產者責任延伸制度推行方案》，明確了廢舊動力電池回收的責任主體——動力電池廠商及整車廠商。

在政策及市場的推動下，國內主要動力電池廠商及整車廠商紛紛涉足在動力電池回收領域，積極推動以生產者為主導鋰電回收網絡的構建和運維。諸如比亞迪、寧德時代、國軒高科等行業領先企業，已在動力電池回收領域較早布局——依托其動力電池生產制造相關環節的技術實力，并利用其渠道優勢，實現對退役動力電池的高效回收，并以其在儲能、小動力電池等應用場景的梯次利用為主的方式實現回收價值。

以專業第三方電池回收企業為主體的回收模式要求企業自建回收網絡和物流渠道，將廢舊動力電池統一收集到第三方處理中心進行集中處理。國內專業第三方電池回收企業有較多是從鎳氫、鎳鉻等傳統電池回收行業，以及相關的廢棄資源綜合再利用行業切入鋰電回收領域，并已經在商業模式類似的消費類鋰電池回收領域積累了一定的運營經驗；而相比動力電池廠商和整車廠商，專業第三方企業在動力電池回收領域沒有回收渠道的天然便利，因而在建立相應回收網絡的過程中需要投入可觀的人力、物力成本。

格林美、邦普集團等國內領先回收企業已經深耕鋰電池回收領域多年，在行業中有較高的影響力和知名度；他們也已積累了較為成熟的回收技術，且具備危廢處理資質，并在動力電池回收網絡和處理技術方面率先布局，占據先發優勢。其他有一定規模的第三方回收企業也實踐各自的商業模式，如豪鵬科技與北汽新能源共建回收網絡，超威集團成立子公司長興億威專注于回收網絡的構建。通過積極與國內動力電池廠商和整車廠商建立深度合作關系，專業第三方回收企業正逐步建立起較為完善的回收網絡。

從回收網絡中的各類渠道收集到廢舊鋰電池后，第三方回收企業將對不同材料體系的鋰電池分別采取梯次利用、資源化回收及電池材料修復再造等不同方式進行專業化處理，下文會更詳細地進行分析闡述。綜上我們認為，鋰電池回收領域的“回收網絡+專業化處理”的框架性商業模式已初具雛形，并在動力電池生產者及專業第三方回收企業等多方的推動下不斷優化。

2.2 動力電池生產者在磷酸鐵鋰的梯次利用領域具有“先天優勢”

磷酸鐵鋰電池是國內較早應用于新能源汽車的主要動力電池類型之一，因此也是率先退役的一批動力電池。寧德時代曾分別在25℃、45℃、60℃的溫度下進行實驗，測試退役動力電池的使用壽命。綜合考慮儲能設備的使用條件，退役后的動力電池可繼續作為儲能電池使用至少五年。因此磷酸鐵鋰電池適用于梯次利用，可充分發揮其剩余價值，降低儲能系統的建設成本。

梯次利用能夠充分發揮動力電池的剩余價值，實現循環經濟的最大化，目前，動力電池梯次利用的關鍵技術在于離散整合技術和動力電池全生命周期追溯技術。離散整合技術主要包括動力電池組拆解和系統集成兩個關鍵技術點，而電池全生命周期追溯技術的實現主要依托其BMS的技術成熟度。

（1）離散整合技術：不同動力電池的PACK技術不同，因此，如何更為高效地進行自動化拆解成為有效梯次利用的關鍵技術點，而根據不同電池模組的性能、壽命等數據進行系統集成，也是梯次利用的關鍵技術點。

（2）全生命周期追溯技術：通過BMS系統提供的精確SOC、SOH以及SOP等指標估算，可以及時退役用量達到80%容量的動力電池，同時該技術也是離散整合技術實現的基礎。

數據是SOC、SOH以及SOP等指標估算的基礎，因此建設大數據平臺可以幫助動力電池全生命周期追溯技術更為高效地實現，梯次利用的大數據平臺包括三套系統，分別是電芯研發生產數據系統、電池包研發生產數據系統、電池包車載運行監控數據系統；三套系統對退役電池進行系統分析，以此獲得能否進入梯次利用市場的大數據，數據包括設計信息、性能數據安全、來料檢測等。

梯次利用與動力電池開發具有技術協同性，動力電池和整車廠商在離散整合和生命周期追溯方面有一定優勢；同時，該類企業在退役動力電池梯次利用方面具有渠道優勢，能夠以較低成本實現快速的電池回收。從全球市場來看，典型的動力電池梯次利用案例均有動力電池和整車企業參與，由其牽頭主導。綜上，動力電池生產者在梯次利用領域具有顯著的“先天優勢”。

2.3 三元電池的資源化回收綜合效益高，需求放量后將成為市場主角

相較于磷酸鐵鋰，三元材料電池壽命較短，且安全性存在一定風險，不適宜用于儲能電站、通信基站后備電源等應用環境復雜的梯次利用領域。但三元正極材料因其成分和易還原性而具備很高的資源化回收價值：三元材料中主要金屬鎳、鈷、錳的含量分別占12%、3%及5%，金屬總含量高達47%，具有較高的回收再利用價值。

近年來受新能源汽車-動力電池產業鏈高速發展的強勢帶動，上游原材料價格持續上漲：以碳酸鋰為例，在2015年10月前價格一直保持在5萬元/噸以下的價位，其后則迅速上漲并維持在12萬元/噸以上的高位，最高價格高達17萬元/噸以上；同時，三元材料電池在乘用車和物流車領域的大規模應用，導致鈷的需求也大幅提升，國內鈷價不斷攀升，增長幅度近3倍。

三元材料含有高價金屬元素，更具有直接資源化回收的價值。以硫酸鎳的生產為例，通過廢舊動力電池回收處理每噸鎳的成本在4萬元以下，而直接通過鎳礦生產的成本在6萬元以上。因此，通過資源化回收獲得金屬原料的成本低于直接從礦產開發的成本，因此三元材料電池的資源化回收亦具有降低成本的意義。

在2017年發布的新能源汽車推廣目錄中，新能源乘用車占比穩定上升，近幾年的需求量也是呈穩步增長態勢；而作為新能源乘用車主要搭載的動力電池，三元鋰電池未來增長可期。因此，針對三元電池的資源化回收將具有廣闊的規模空間，未來有望成為市場主角。

3 專業化處理企業優勢顯著，能延伸至三元材料者盈利更強

3.1 濕法技術日漸成為主流，多種技術發展綜合提高回收效率

目前，普遍的廢舊動力電池的資源化回收過程包括預處理和后續處理兩個階段。預處理過程首先需要對徹底放電，然后對電池進行拆解，以分離出正極、負極、電解液和隔膜等各組成部分。在后續處理環節，主要目標是對拆解后的各類廢料中的高價值組分進行回收，以及更進一步開展電池材料再造或修復；其中采用的技術方法可分為三大類：干法回收技術、濕法回收技術和生物回收技術。

干法回收技術是指不通過溶液等媒介，直接實現各類電池材料或有價金屬的回收技術方法，主要包括機械分選法和高分熱解法。干法回收不經過其他的化學反應，工藝流程較短，回收的針對性不強，通常用于鋰電池中金屬的分離回收初步階段。

部分企業已初步開發出干法熱修復技術，可對干法回收得到的粗產品進行高溫熱修復；但這種方法產出的正、負極材料含有一定的雜質，其性能無法滿足新能源汽車動力電池的要求，多用于儲能或小動力電池等場景。

濕法回收技術是以各種酸堿性溶液為轉移媒介，將金屬離子從電極材料中轉移到浸出液中，再通過離子交換、沉淀、吸附等手段，將金屬離子以鹽、氧化物等形式從溶液中提取出來。濕法技術路線主要包括濕法冶金、化學萃取以及離子交換等三種方法。濕法回收技術工藝相對比較復雜，但該技術對鋰、鈷、鎳等有價金屬的回收率較高；同時，藉由濕法回收技術得到的金屬鹽、氧化物等產品，其高純度能夠達到生產動力電池材料的品質要求；因而濕法回收技術也是國內外技術領先回收企業所采用的主要回收方法。

生物回收技術主要是利用微生物浸出，將體系的有用組分轉化為可溶化合物并選擇性地溶解出來，實現目標組分與雜質組分分離，最終回收鋰、鈷、鎳等有價金屬。目前生物回收技術尚未成熟，如高效菌種的培養、培養周期過長、浸出條件的控制等關鍵問題仍有待解決。

正如上所述，當前回收效率更高也相對成熟的濕法回收工藝正日漸成為專業化處理階段的主流技術路線；格林美、邦普集團等國內領先企業，以及AEA、IME等國際龍頭企業，大多采用了濕法技術路線作為鋰、鈷、鎳等有價金屬資源回收的主要技術；部分企業也同時配套干法等多種回收技術以提高綜合回收效率。

從另一個側面來看，無論是磷酸鐵鋰還是NCA三元材料，濕法技術進行有價金屬回收后再造得到的正極材料，其比容量這一關鍵性能指標均優于干法技術修復后得到的正極材料。

3.2 專業化處理回收企業在資源化回收領域具有多方面優勢

相較于鋰電池生產者，專業化處理回收企業在資源化回收領域具有多方面優勢，尤其在專業化處理技術和環保配套等方面：專業化處理回收企業深耕回收領域多年，積累了包括鉛蓄電池、鎳氫電池、鋰電池在內的豐富的回收經驗和完善的人才團隊，具有采用濕法、干法多種方法來處理不同類型、不同型號廢舊鋰電池的專業技術；同時，專業化處理回收企業在提供環保綜合解決方案方面優勢明顯，多數企業配備完善的二次污染處理設施，各類排放達到環保標準；此外，部分企業已經具備相關的廢棄物處理資質，如危險廢物經營許可證。

為提高動力電池回收的經濟性，國家在《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》中規定，濕法冶煉條件下，鎳、鈷、錳的綜合回收率應不低于98%；火法冶煉條件下，鎳、稀土的綜合回收率應不低于97%。國內領先的鋰電回收企業邦普集團，主要采用濕法技術，在鎳、鈷、錳的綜合回收率已接近或達到了《規范條件》的要求；綜合考慮到其廢舊鋰電池來源不僅僅是“高品味”的動力電池，邦普集團的高回收率已證明了其代表的專業化處理企業的技術實力。

專業化處理回收企業高度重視研發團隊建設，格林美、邦普集團、芳源環保等國內專業回收企業多與清華大學、中南大學、北京工業大學等冶金類強校展開“產學研”合作，并積極引進院士、教授等一批人才。深耕回收領域多年，專業化處理回收企業在干濕法回收技術方面優勢明顯，具有多項專利。隨著廢舊動力電池市場的爆發，專業化處理企業的研發儲備、規模效應等多方面優勢將凸顯出來。

動力電池回收過程中產生的二次污染是企業面臨的巨大挑戰，回收過程中使用的萃取劑，回收過程中產生的廢氣以及金屬提煉后的殘渣都會對環境造成污染。專業化處理回收企業的環保配套設施完備，在二次污染防治問題方面已經構建了較為成熟的處理體系。以格林美為例，公司會將回收金屬后的殘渣與煤矸石、頁巖等進行混合、焙燒、壓型成環保磚，最大限度地對資源循環利用；同時，格林美在液體污染物處理及水生態修復方面成果明顯，具有一套完整的環境生態修復體系。

目前僅對廢舊鋰電池進行回收，尚未有相關的資質要求。但廢舊鋰電池中含有鎳、鈷、錳等重金屬元素，對含有某些重金屬（如鎳元素）的廢舊電池組分進行進一步處理，則需具備危險廢物經營許可證；此外電解液含六氟磷酸鋰，遇水易釋放出氫氟酸，對人體和環境具有危害性。2017年5月，國家發布《車用動力電池回收利用拆解規范》，對動力電池的回收資質提出一些具體要求。未來隨著相關政策的逐步落地，我們預期危險廢物經營許可證等電池回收相關資質將成為專業化處理企業的重要資產與競爭壁壘。

3.3 具備三元材料及前驅體生產能力的專業化處理企業盈利能力更強

通過動力電池回收及相關工藝處理，專業化處理回收企業可將電池中的可再生金屬提煉出來，生產出硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳等金屬鹽，部分公司會繼續加工處理生產出三元前驅體。以NCM523為例，通過市場價格計算可以得出，以鎳、鈷、錳的硫酸鹽生產三元前驅體產品具有明顯的增值空間，因而具備三元材料及前驅體生產能力的回收企業盈利能力更強。

以格林美和芳源環保為例：格林美在2012年通過投資江蘇凱力克切入正極材料市場，并逐步建設年產萬噸級動力電池用NCM正極材料項目；自此之后，格林美電池材料業務毛利率連續三年實現攀升，增長至22.32%。芳源環保自2016年實現三元前驅體的量產和大批量銷售，毛利率得以從14.89%上漲到17.74%。

此外，能夠將產品延伸至三元正極材料及前驅體，有望直接“對話”鋰電池生產企業，在獲取其退役電池及其生產過程中的報廢電池、邊角料方面具有顯著的渠道優勢，將進一步增強鋰電回收企業的盈利能力，降低經營風險。