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动力电池回收梯次利用深度研究报告

在动力电池日益剧增的回收需求面前，今年我国两会首次将“动

力电池回收”话题写入政府工作报告。同时，发改委等多部门印发“十

四五”循环经济发展规划的通知，动力电池回收行动是11个重点工程

之一。

随着汽车智能化、电动化趋势的持续发展，新能源汽车渗透率将

持续提升。

2020年，中国新能源汽车的销量为136.7万辆，同比增长3.9%，

其中纯电动汽车销量111.6万辆，插电混合销量25.1万辆，国内新能

源汽车销量有望在2030年达1500万辆以上，这期间将带来大量的

动力电池回收梯次利用空间。

动力电池回收体系：梯次利用和再生利用

随着电动汽车数量的增加，退役的锂离子动力电池数量也大幅增

加，退役动力电池的回收利用成为了一个极需解决的难题。如果不对

已废弃的锂电池进行回收，会对自然环境造成严重影响。而将回收后

的锂电池进行技术提取，很多材料可以得到二次利用。

动力电池的回收主要分为梯次利用和拆解回收再生利用两个循

环过程，且动力电池的回收循环从梯次利用开始。

废旧动力电池回收流向：

梯次利用属于轻度报废，主要针对电池容量降低至80%以下，无

法应用于新能源汽车上，但电池本身没有报废，可以将退役电池，进

行回收、筛选、再利用于其他领域，典型应用是储能领域，如风光储

能、削峰填谷、备用电源、家庭电能调节等。

进行梯次利用可以缓解回收压力、降低环境污染、提升经济效益，

并对可再生能源的发展起到帮助作用。

再生利用属于重度报废，一般电池容量已损耗严重，无法继续使

用，只能通过化学方式提炼电池中镍、钴、锂等贵金属达到再造目的。

磷酸铁锂电池：梯次利用的主力

目前汽车上使用最多的动力电池为磷酸铁锂电池和三元材料电

池。

梯次利用的电池多为磷酸铁锂电池，磷酸铁锂电池容量随循环次

数的增多呈缓慢衰减趋势，当电池容量衰减到80%后，从汽车上退役

下来的磷酸铁锂电池仍有较多循环次数，有较高梯次利用价值。

磷酸铁锂电池循环寿命在3500次以上，部分可达5000次，同

时容量随循环次数增加衰减趋势较为缓慢。此外磷酸铁锂电池不含钴、

锂、镍等金属，资源化价值较低。

因此，磷酸铁锂电池一般继续作为储能电池继续利用，三元电池

由于可以提炼出镍、钴、锂等金属，更适合进行资源回收。

根据动力电池4-6年的使用寿命进行推测，到2022年前磷酸铁

锂电池都将是退役电池的主力。

动力电池梯次利用主要应用领域

从应用领域看，退役动力电池梯次利用可以作为储能材料，进行

谷电峰用，平滑分布式电源功率波动；也可以作为通讯基站的备用电

源；或者用在低速电动车、电动摩托车等对电池性能要求相对较低的

场景等。

退役动力电池在储能和低速电动车等领域有着巨大的应用潜力。

储能的场景对电池剩余容量的要求不高，储能系统可使用剩余容

量区间在20%-80%范围内的梯次利用电池，较大利用范围可提升梯次

利用经济性。

电动汽车动力蓄电池梯级利用电池应用于电力系统储能是可行

的，但是由于退役动力蓄电池电芯的性能参数差异较大，如何确定简

单、合适、可靠并具备一定普适性的分选条件是目前需解决的技术难

题。

从应用层面整体来看，当前由于缺乏行业标准，技术目前还相对

不成熟，在利用过程中仍存在安全问题，不同类型电池回收之后进行

统一再利用还存在困难期，梯次利用总体还处于示范性应用阶段。

近日，国家能源局印发《新型储能项目管理规范（暂行）》。其中

指出，新建动力电池梯次利用储能项目，必须遵循全生命周期理念，

建立电池一致性管理和溯源系统，梯次利用电池均要取得相应资质

机构出具的安全评估报告。

动力电池梯级利用市场格局

全球范围内都在积极开展有关动力锂电池梯次利用的研究。

德国、美国、日本等国家起步早，已有成功的示范工程和商业项

目。日本4REnergy、夏普、美国特斯拉已先后将梯次电池用于个人或

商业储能项目。

国内梯次利用逐渐走向商业化，近两年新投运的梯次利用储能项

目主要集中在工商业储能分时电价套利，地域集中在江苏，得益于江

苏峰谷价差较大。

在江苏如东投产的1MW/7MWh梯次利用工商业储能系统项目

是国内企业的首次商业化运营尝试，由中恒电气旗下煦达