浅析动力锂电池回收行业的深度研究报告
来源：宝鄂实业
2019-03-11 10:59
点击量：次
随着新能源车保有量的持续增长，与规模庞大的动力锂电池需求伴生的将是锂电池回收和梯次利用的行业机遇，发展动力锂电池回收和梯次利用产业，既是必须的（避免环境污染和资源浪费），也是具有可观经济性的。
一、废旧锂电池的资源性和对环境的危害性逐步得到重视
动力锂电池的需求量和报废量不断增长
我们测算，到2020年动力锂电池的需求量将达到125Gwh，报废量将达32.2Gwh，约50万吨；到2023年，报废量将达到101Gwh，约116万吨。规模庞大的动力锂电市场伴生的将是锂电池回收和下游梯次利用的行业机遇，发展锂电池回收和梯次利用在避免资源浪费和环境污染的同时也将产生可观的经济效益和投资机会。
2016年上半年，中国新能源汽车产销分别达到17.7万辆和17万辆，依旧是全球最大的新能源车市场。1-2月受春节和政策因素影响而产销较低，随着政策调整推进，上半年的3-6月新能源车逐步实现恢复性增长，6月冲刺到3.5万台水平。下半年的7-8月新能源车处于3万台左右的位稳定状态，等待进一步的增长动力。
据中汽协会统计，8月新能源汽车生产21303辆，销售18054辆，同比分别增长2.9倍和3.5倍，其中纯电动汽车产销分别完成13121辆和12085辆，同比增长3.8倍和6.1倍，插电式混合动力汽车产销分别完成8182辆和5969辆，同比分别增长2倍和1.6倍。
根据工信部的相关政策规定，纯电动乘用车补助标准在综合考虑规模效应、技术进步等因素后逐年退坡；此外，在2016年上半年政府加大查骗补力度之后，考虑对于政策进行调整和修改。
国家将对补贴政策进行多方面的改善，研究建立动态调整机制，调整产品结构，提升补贴产品的先进性水平。
新能源汽车行业目前和未来3~5年仍将处于高速发展的阶段，政策转型和产业结构调整都是使得产业发展更加健康完善的必经之路。随着电动汽车技术的不断升级和产业集中度的不断提高，未来行业仍将经历较快发展。
通过综合考虑补贴因素变化、充换电设施数量、油电价差和电动产品性能等方面的因素，我们建立如图表4的预测：
动力电池的需求量和报废量不仅与新能源车新增产量密切相关，还与不同车型的占比、电池技术路线的转移趋势、不同动力电池的使用寿命及不同电动车型的报废年限等有关。目前行业内的平均标准如下，可以作为预测动力电池需求量和报废量的假设条件：
不同动力电池的平均质量分别为：插电式乘用车275kg、插电式商用车235kg、纯电动乘用车550kg、纯电动商用车1900kg；
根据公路部门统计，轿车、轻型车年平均行驶里程为5万km、中型车为4万km、重型车为3万km；在同样的行驶条件下，纯电动乘用车动力电池的使用寿命约为4-6年；而纯电动商用车日行驶次数多、行驶里程长、充电较为频繁，其动力电池的使用寿命约为2-3年。目前我国私人乘用车平均报废年限在12-15年，商用车强制报废年限为10年，电动汽车在其寿命周期内至少更换2次动力电池，而且由于不确定性因素（意外事故、人为原因等），动力电池的寿命周期会不断变化。
根据我们的测算，按商用车（按3年电池寿命假设）和乘用车（5年）所使用的动力锂电池报废量，将在2020年分别达到27Gwh和4.2Gwh，在2023年分别达到84Gwh和17.5Gwh
根据测算，从废旧动力锂电池中回收钴、镍、锰、锂及铁和铝等金属所创造的市场规模将会在2018年开始爆发，达到52亿元，2020年达到136亿元，2023年将超过300亿元。
这些因为发展新能源汽车产业而产生的电池报废量如果不得到妥善的处置，将会对环境造成较大的污染；此外，废弃的锂离子电池具有显著的资源性，下文我们将分析锂离子电池回收的技术可行性和成本经济性。
废弃动力锂电池具有显著的资源性，其中钴和锂潜在价值最高
组成锂离子电池的正极、负极、隔膜、电解质等材料中含有大量的有价金属。不同动力锂电池正极材料中所含的有价金属成分不同，其中潜在价值最高的金属包括钴、锂、镍等。例如，三元电池中锂的平均含量为1.9%、镍12.1%、钴2.3%；此外，铜部分、铝部分等占比也达到了13.3%和12.7%，如果能得到合理回收利用，将成为创造收入和降低成本的一个主要来源。钴资源多伴生于铜钴矿、镍钴矿、砷钴矿和黄铁矿矿床中，独立钴矿物极少，陆地资源储量较少，海底锰结核是钴重要的远景资源。再生钴的回收也是钴资源的重要来源之一。据数据，2015年全球产出钴矿12.38万金属吨，刚果（金）产出钴矿6.3万吨，占比超过50%，中国仅产出钴金属7700吨，占比6.2%。
钴矿扩产项目包括：2016年刚果（金）的Etoile Leach SX-EW plant、澳大利亚的Nova Nickel、美国的ldaho Cobalt和NorthMet,phase 1等，合计新增产能7235吨；2017年新增项目较少，仅加拿大NICO和赞比亚Cobalt converter slag等，合计新增产能2215吨；2018年澳大利亚Gladstone Nickel和刚果（金）Project Minier的新矿山投产，合计新增产能9600吨。
钴矿减产项目包括：嘉能可的Katanga和Mopani项目、巴西的Votorantim Metais矿山，预计减产金属量5200吨。未来随着铜镍价的继续低迷，不排除其它大型矿企也会加入减产的阵营。
由于2016年上半年动力锂电池市场的快速发展所带动的对于钴的需求提振以及各大矿山减产的预期，钴价在2016年年中出现了拐点，预计未来两年内仍将维持供给紧平衡的态势。从全球市场来看，钴的需求42%集中在锂电池领域，其次是高温合金（16%）和硬质合金（10%）；从中国市场来看，电池材料占比高达69%。随着新能源车下游需求逐步明确，国内动力电池厂商2016年-2017年纷纷扩大产能，对于钴的需求将进一步提升。因此从废旧电池中回收再利用钴也越来越具有经济性。
锂元素作为广泛用于动力锂电池中的元素，其用途非常广泛，且目前市场上碳酸锂的价格不断走高，需求端尤其是新能源汽车驱动的需求扩大以及供给端产能释放的难度共同作用于碳酸锂的价格，促使越来越多的企业开始关注锂电池回收的经济效益。
锂资源在自然界中广泛分布，然而锂资源的提取工艺行业壁垒较高，因此供需格局较为稳定，近年来的供应端变动主要有：银河资源复产（MtCattlin矿山）；SQM成立合营公司开发4万吨的阿根廷盐湖Cauchari-Olaroz项目；ALB与智利本土企业加强合作，2020年有望在智利形成3座锂盐厂、合计7万吨LCE生产规模。
2015年，锂电池占全部锂需求的50%以上；根据SQM的预测，2016年到2025年锂需求的复合增速将达到8%-12%，其中动力锂电的锂需求复合增速将达到18%-24%，根据该预测，2025年全球锂需求将达到49万吨（折LCE）。
TeslaModel3的揭幕同时带来了对于高端氢氧化锂需求的增加。Tesla设置的目标是在2020年达成整车制造50万辆/年、超级电池厂35Gwh/年的既定产能建设目标，假设能够达成目标的80%、碳酸锂单耗为0.6吨/kwh，则对应锂需求1.68万吨（折LCE）。该现象级事件同时也会对整个产业的发展起到推动作用。
从三元材料销量来看，全球市场三元材料销量呈现快速增长态势，由2009年的1.2万吨快速增长至2015年的超过9万吨，年均复合增速达到40%。根据对未来三元材料企业发展趋势的分析，未来国内三元材料龙头企业产能占比仍维持在较高水平，预计未来前十大企业的产能占比将维持在80%以上。
从三元材料的产能来看，预计2016年动力三元材料产能将超过7.1万吨/年，2016~2018年的年复合增长率将达到56%。
碳酸锂作为盐湖和锂矿提取的直接产品，是其他锂产品的基础原料，氢氧化锂目前则主要用于NCA三元材料和高镍NCM三元材料的生产，需求都随着三元材料需求的增长而增长。
由于氢氧化锂稳定性高，反应过程中不产生一氧化碳干扰物，有助于增大材料的振实密度，相比于碳酸锂更适合作为三元正极材料合成的基础锂盐。
氢氧化锂为富锂锰基正极材料的合成必须基础原料。富锂锰基正极材料xLi2MnO3?(1-x)LiMO2具有高比容量(200~300mAh/g)，能很好地满足锂电池在小型电子产品和电动汽车等领域的使用要求，是最具潜力的下一代动力锂离子电池正极材料。
我国碳酸锂主要从锂辉石中提取，采用硫酸法、石灰石焙烧法等，成本较高约为2.2-3.2万元每吨。少数碳酸锂来自盐湖卤水提取，针对我国盐湖镁锂比较高，卤水品位差的现状，采用煅烧法和溶剂萃取法，成本较从矿石中提取低，但依然高于国外盐湖提锂成本，且受制于恶劣生产条件产量十分有限。
