●關(guān)于新能源汽車來(lái)說(shuō)，當(dāng)電池容量衰減到初始容量的70%至80%就要對(duì)電池進(jìn)行更換。其中，電動(dòng)乘用車電池的使用周期為4至6年，商用車的電池使用率更高，因此，使用壽命約為3至5年。由于新能源汽車大力推廣是從2013年以后開(kāi)始，因此能夠推算出第一批電池更新?lián)Q代的時(shí)點(diǎn)將會(huì)在2018年左右，屆時(shí)動(dòng)力鋰電池的退役與更新有望迎來(lái)爆發(fā)式上升。

●關(guān)于三元材料電池，常用的回收手段仍為拆解，其拆解產(chǎn)物鎳鈷鋰銅鋁等金屬具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，一般用于動(dòng)力鋰電池的再制造。目前回收拆解市場(chǎng)相對(duì)分散，且在當(dāng)前退役的電池中，三元材料電池占比相對(duì)較低，但由于鎳、鈷等貴金屬仍然是上游產(chǎn)業(yè)的稀缺資源，因此，三元電池的拆解具有很大潛力。

新能源汽車進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展期

與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車在環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)重要體現(xiàn)在：1。有害顆粒物低排放。由于采用電、氫氣或混合能源，所含鉛、苯及顆粒物等有害物質(zhì)更少，其自身的廢氣排放污染相對(duì)傳統(tǒng)燃油車更小，即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排放，造成的污染也少于傳統(tǒng)汽車，因?yàn)榘l(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)換率更高，而且集中排放可以更方便地加裝減排治污設(shè)備。2。提升能源利用率。以電動(dòng)汽車為例，按每百公里耗電15至20kWh計(jì)算，考慮發(fā)電廠和電動(dòng)機(jī)的損耗，能耗約等于7kg標(biāo)準(zhǔn)煤；傳統(tǒng)汽車按每百公里耗油量10L計(jì)算，能耗約等于10kg標(biāo)準(zhǔn)煤。

基于新能源汽車在環(huán)保方面所擁有的優(yōu)勢(shì)，相關(guān)部門針對(duì)新能源汽車的生產(chǎn)、銷售和購(gòu)買等環(huán)節(jié)出臺(tái)了不少支持政策，刺激新能源汽車行業(yè)迅速發(fā)展。新能源汽車市場(chǎng)迎來(lái)了產(chǎn)量、銷量雙雙爆發(fā)后繼續(xù)保持高速上升態(tài)勢(shì)，2013年至2015年新能源汽車市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式上升，產(chǎn)量逐年成倍攀升。2016年以來(lái)，新能源汽車市場(chǎng)的上升由爆發(fā)轉(zhuǎn)向平穩(wěn)高上升，近兩年均維持50%以上的產(chǎn)量增速，2017年的產(chǎn)量為79.4萬(wàn)輛，同比上升53.6%。

動(dòng)力鋰電池爆發(fā)后轉(zhuǎn)向平穩(wěn)高上升

動(dòng)力鋰電池作為新能源汽車的配套設(shè)備，同樣經(jīng)歷了由爆發(fā)到平穩(wěn)高上升的發(fā)展過(guò)程。整體來(lái)看，2017年動(dòng)力鋰電池總出貨量為38.2GWh，同比上升37.0%。在動(dòng)力鋰電池的開(kāi)發(fā)、運(yùn)用過(guò)程中，各大廠商將高性能的鋰離子電池作為重要對(duì)象，根據(jù)正極材料的不同重要分為：磷酸鐵鋰離子電池和鎳鈷錳、鎳鈷鋁等為代表的三元電池，其中磷酸鐵鋰正極化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且使用壽命較長(zhǎng)，同時(shí)由于原材料價(jià)格低廉，其仍占據(jù)動(dòng)力鋰電池半壁江山；而三元材料電池高能量密度、更強(qiáng)的耐溫性和充電效率等優(yōu)勢(shì)使其近年來(lái)越來(lái)越受到市場(chǎng)青睞，占比迅速提升。2017年磷酸鐵鋰離子電池的裝機(jī)量為19.97Gwh，占比50%；而三元材料電池裝機(jī)量為16.15Gwh，占比已達(dá)44%。

2018年動(dòng)力鋰電池回收量增速有望超200%

關(guān)于新能源汽車來(lái)說(shuō)，當(dāng)電池容量衰減到初始容量的70%至80%就要對(duì)電池進(jìn)行更換。其中，電動(dòng)乘用車電池的使用周期為4至6年，商用車的電池使用率更高，因此，使用壽命約為3至5年。由于新能源汽車大力推廣是從2013年以后開(kāi)始，因此能夠推算出第一批電池更新?lián)Q代的時(shí)點(diǎn)將會(huì)在2018年左右，屆時(shí)動(dòng)力鋰電池的退役與更新有望迎來(lái)爆發(fā)式上升。

大量的退役電池將對(duì)環(huán)境帶來(lái)潛在的威脅，尤其是動(dòng)力鋰電池中的重金屬、電解質(zhì)、溶劑及各類有機(jī)物輔料，假如不經(jīng)合理處置而廢棄，將對(duì)土壤、水源等造成巨大危害且修復(fù)過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)、成本高昂。因此，回收需求迫切。

我們假設(shè)新能源乘用車電池使用周期為5年，商用車為4年，到期后更新率逐年提高，則根據(jù)近年動(dòng)力鋰電池的產(chǎn)量能夠測(cè)算出到2018年動(dòng)力鋰電池新增報(bào)廢裝機(jī)量或?qū)⑦_(dá)11.14GWh，同比大幅上升278.9%；若假設(shè)磷酸鐵鋰和三元材料電池能量密度在0.11MWh/t和0.18MWh/t維穩(wěn)，則對(duì)應(yīng)重量約為9.22萬(wàn)噸，同比上升273.3%。

回收再生方法的梯次利用仍有提升空間

梯次利用指退役動(dòng)力鋰電池經(jīng)過(guò)測(cè)試、篩選、重組等環(huán)節(jié)，再次用于低速電動(dòng)汽車、備用電源、電力儲(chǔ)能等運(yùn)行工況相對(duì)良好、對(duì)電池性能要求較低的領(lǐng)域，目前梯次利用的重要領(lǐng)域仍在儲(chǔ)能和調(diào)峰。以我國(guó)鐵塔為例，其鐵塔備電、削峰填谷站等儲(chǔ)備電量需求約為8800kWh（目前重要使用壽命短、能量密度低、價(jià)格低的鉛酸電池），而隨著環(huán)保要求的不斷提高，對(duì)鉛酸電池的替代將為動(dòng)力鋰電池梯次利用打開(kāi)巨大的需求缺口。

目前以PACK（多級(jí)串并聯(lián)電池構(gòu)成模組）+BMS（電池管理系統(tǒng)）為主的梯次利用技術(shù)是較為主流的選擇。PACK工序分為加工、組裝、包裝三大部分，其核心是將多個(gè)單一的電芯通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)串聯(lián)和并聯(lián)起來(lái)形成電池包。在具體操作過(guò)程中，由于要考慮整個(gè)電池包的機(jī)械強(qiáng)度、系統(tǒng)匹配等問(wèn)題，要涉及熱管理、電流控制與檢測(cè)、模組拼裝設(shè)計(jì)以及計(jì)算機(jī)虛擬開(kāi)發(fā)等大量成熟技術(shù)相互交叉協(xié)作。

BMS電池管理系統(tǒng)的重要功能是智能化管理及維護(hù)各個(gè)電池單元，防止電池出現(xiàn)過(guò)充電和過(guò)放電，并實(shí)時(shí)監(jiān)控電池狀態(tài)，從而起到保護(hù)電池使用壽命的用途。BMS是管理系統(tǒng)、控制、顯示、通信、信息采集模組的集合，起到了銜接整車、電池和整個(gè)電池系統(tǒng)的紐帶用途。關(guān)于電池廠商而言，BMS體現(xiàn)了廠商的核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，而關(guān)于動(dòng)力鋰電池梯次利用而言，BMS則決定了再利用電池的適用范圍、壽命和整體價(jià)值。

目前梯次利用面對(duì)技術(shù)和商業(yè)化兩方面的問(wèn)題。從技術(shù)角度來(lái)看，由于動(dòng)力鋰電池一致性較差、壽命不一，BMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將會(huì)和電池實(shí)際狀況發(fā)生背離，從而使梯次利用過(guò)程面對(duì)安全、產(chǎn)品品質(zhì)等方面的挑戰(zhàn)。從商業(yè)化角度來(lái)看，目前梯次利用的產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)化程度相對(duì)較低。此外，因?yàn)殡姵匦吞?hào)不一，配組時(shí)要的電池量基數(shù)將很大，篩選、配組和加工成本相對(duì)較高，只有少數(shù)技術(shù)成熟的公司才能獲取經(jīng)濟(jì)效益。

盡管如此，目前已經(jīng)有多家行業(yè)龍頭與我國(guó)鐵塔等下游利用公司達(dá)成了研究和應(yīng)用的戰(zhàn)略合作協(xié)議，隨著動(dòng)力鋰電池各類標(biāo)準(zhǔn)的不斷出臺(tái)和執(zhí)行，電池的一致性將大幅提高，而緊密的合作關(guān)系將使梯次利用的應(yīng)用問(wèn)題迎刃而解。

三元電池拆解技術(shù)相對(duì)成熟

關(guān)于三元材料電池，常用的回收手段仍為拆解，其拆解產(chǎn)物鎳鈷鋰銅鋁等金屬具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，一般用于動(dòng)力鋰電池的再制造。目前回收工藝重要分為干法、濕法和生物回收等三種。其中，濕法為目前的重要工藝，其回收率高且能夠?qū)F金屬進(jìn)行定向回收；干法一般作為濕法的配套工藝，重要用于金屬的初步處理；而生物回收尚處于初級(jí)階段，技術(shù)發(fā)展仍不成熟。根據(jù)工信部2016年公布的《新能源汽車廢舊動(dòng)力蓄電池利用行業(yè)規(guī)范條件和行業(yè)規(guī)范通告管理暫行辦理》，鼓勵(lì)綜合使用干法和濕法對(duì)動(dòng)力蓄電池回收利用。

目前回收拆解市場(chǎng)相對(duì)分散，且在當(dāng)前退役的電池中，三元材料電池占比相對(duì)較低，但由于鎳、鈷等貴金屬仍然是上游產(chǎn)業(yè)的稀缺資源，因此，三元電池的拆解具有很大潛力。

三元電池：貴金屬價(jià)格維持高位拆解收益空間廣闊

三元電池的回收拆解收益因近年貴金屬價(jià)格高漲而受益。考慮到三元電池回收公司在拆解貴金屬后以硫酸鹽的形態(tài)再銷售給下游公司，銷售價(jià)格應(yīng)該低于純金屬形態(tài)的市場(chǎng)價(jià)格，因此假設(shè)按市價(jià)70%的比率折價(jià)銷售，則三元電池的拆解收益為34000元/噸，那么到2023年，僅三元電池拆解市場(chǎng)的預(yù)期規(guī)模就可達(dá)54.1億元，未來(lái)5年的年均復(fù)合上升率可達(dá)61.9%。

磷酸鐵鋰離子電池：梯次利用市場(chǎng)潛力巨大

就拆解回收而言，目前使用最廣泛的濕法回收磷酸鐵鋰離子電池的成本為8500元/噸左右，而貴金屬再生材料收益僅為8100元左右，因此拆借虧損約400元/噸。因此，從經(jīng)濟(jì)性方面考量，我們僅測(cè)算磷酸鐵鋰離子電池的梯次利用空間。我們假設(shè)使用PACK+BMS技術(shù)進(jìn)行梯次利用，PACK的成本大約在0.3元/Wh，BMS成本在0.1元/Wh，廢舊磷酸鐵鋰離子電池回收成本在0.05元/Wh，磷酸鐵鋰離子電池梯次利用成本合計(jì)約為0.45元/Wh，梯次利用的收益為0.6元/Wh。假設(shè)磷酸鐵鋰離子電池的能量密度為110Wh/kg，回收廢舊電池的能量衰減至70%，那么到2023年，梯次利用的收益空間有望超過(guò)50億元。

新能源汽車政策是目前新能源汽車發(fā)展的重要風(fēng)向標(biāo)，一方面，十三五規(guī)劃從頂層設(shè)計(jì)對(duì)新能源汽車的發(fā)展指明了方向，另一方面，針對(duì)產(chǎn)品準(zhǔn)入、電池供應(yīng)、充電基礎(chǔ)設(shè)施、能耗管理和補(bǔ)貼等也提出了明確要求。隨著動(dòng)力鋰電池即將步入報(bào)廢期，2017年以來(lái)針對(duì)動(dòng)力鋰電池技術(shù)規(guī)范、管理等方面推出了一系列政策，尤其是2018年二月以來(lái)對(duì)動(dòng)力鋰電池的規(guī)格尺寸、編碼、余能監(jiān)測(cè)等技術(shù)規(guī)范的統(tǒng)一，將進(jìn)一步推動(dòng)梯次利用等回收手段的高效應(yīng)用。

目前已有部分地區(qū)開(kāi)展對(duì)梯次利用的直接補(bǔ)貼。上海回收動(dòng)力鋰電池的車企有1000元/套的獎(jiǎng)勵(lì)。深圳整車廠按20元/kWh專項(xiàng)計(jì)提動(dòng)力鋰電池回收處理資金。同時(shí)，六月份深圳已經(jīng)啟動(dòng)動(dòng)力鋰電池回收試點(diǎn)計(jì)劃，重要在信息管理登記、車企回收補(bǔ)貼和渠道的建立等方面進(jìn)行落地。而工信部等七部門前期印發(fā)的《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用試點(diǎn)執(zhí)行方法》，決定在京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角、中部區(qū)域等選擇部分地區(qū)，開(kāi)展構(gòu)建回收利用體系、探索多樣化商業(yè)模式、推動(dòng)先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用、建立完善政策激勵(lì)機(jī)制等四方面的試點(diǎn)工作。里程焦慮這一短板已成為新能源汽車進(jìn)一步推廣普及的重要障礙，而現(xiàn)有的鋰離子電池材料體系很快就要觸碰到能量密度的天花板。盡管國(guó)內(nèi)外車企和動(dòng)力鋰電池公司均看好全固態(tài)電池，但業(yè)界對(duì)其最為樂(lè)觀的預(yù)計(jì)也要到2025年之后才能商業(yè)化應(yīng)用，而要技術(shù)完全成熟則可能要等到2030年以后。全固態(tài)電池的路還有點(diǎn)遠(yuǎn)，關(guān)于新能源汽車及動(dòng)力鋰電池公司來(lái)說(shuō)，尋找其他能更快商業(yè)化的鋰電新材料體系也非常必要。集高能量密度、高理論比容量、低成本及環(huán)境友好于一身的鋰硫電池便是備選項(xiàng)之一。但鋰硫電池頗受詬病的穿梭效應(yīng)一直讓其沒(méi)有走出實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)用到新能源汽車領(lǐng)域。

資料顯示，鋰硫電池是以硫元素作為電池正極，金屬鋰作為負(fù)極的一種鋰離子電池，其理論比能量高達(dá)2600Wh／kg，遠(yuǎn)高于目前商業(yè)化的鋰離子電池。近年來(lái)，鋰硫電池因具有高能量密度、髙理論容量、單質(zhì)硫資源豐富、價(jià)格低廉以及單質(zhì)硫無(wú)污染等特點(diǎn)，成為高能新型電池的重要研究方向之一。但鋰硫電池在實(shí)際應(yīng)用中，易溶于電解液的多硫化物（中間產(chǎn)物）形成穿梭效應(yīng)，會(huì)直接導(dǎo)致電池循環(huán)壽命變差。因此，如何抑制多硫化物的穿梭在鋰硫電池正極研究中至關(guān)重要。