退役鋰电池指由於衰退或损坏而不再适合其原始应用的鋰电池。动力电池及消费电子產品為退役鋰电池的主要来源,2024年分别佔全球退役鋰电池总量的54.9%及44.8%。动力电池作為电动汽车的核心零部件,寿命通常约為五至八年。
随著充放电循环次数增加,电池性能将逐渐减弱,导致续航里程及充电效率降低。当电池性能不再满足车辆的功率要求时,电池将被更换或退役。退役鋰电池的另一个主要来源為消费电子產品,如智能手机、笔记本电脑、平板电脑及数码相机。消费电子產品的高渗透率及快速更新频率產生大量退役鋰电池。退役鋰电池按电池材料分类為退役磷酸铁鋰电池、退役三元鋰电池及其他类型的退役鋰电池。
全球及中国内地退役鋰电池的回收渠道
退役鋰电池通常在退役电池回收站进行收集及初步分类,然后运送至电池再生利用及加工设施。鋰电池回收及再生利用解决方案提供商根据电池类型、电池性能及下游需求再生利用或再利用退役电池。退役鋰电池的主要供应商包括鋰电池製造商、电动汽车製造商及专门从各种来源收集退役电池及电池废料的鋰电池再生利用企业。
鋰电池製造商通过其庞大的销售网络及售后服务体系向消费者提供便捷的电池回收服务。鋰电池製造商通常在全国各地设立回收点,以便於回收退役电池。电动汽车製造商通常通过其自有销售及服务网络回收退役鋰电池,包括授权门店、服务中心及与其他再生利用企业合作建立的回收点。电动汽车製造商利用该等渠道為消费者提供便捷的电池更换及再生利用服务。
专门的鋰电池再生利用企业通过建立广泛的再生利用服务网络(包括在重点城市设立回收点及与零售商合作提供再生利用服务),提供稳定、充足的退役鋰电池供应。
黑粉市场竞争格局相对分散,主要市场参与者包括鋰电池回收及再生利用企业、专业鋰电池再生利用企业及电池製造商。鋰电池回收及再生利用企业拥有完整的退役鋰电池產业链能力。彼等拥有专业技术及设备,能够高效提取及回收黑粉,实现资源循环利用。
专业鋰电池再生利用企业主要负责黑粉的收集、初步拆解及运输。彼等并不直接从事黑粉的深加工及再生利用,而是与下游具有相应处理能力及资质的专业企业合作,共同完成退役电池回收及再生利用的全过程。此外,為确保原材料的稳定供应及降低生產成本,鋰电池製造商会开展退役鋰电池及黑粉回收及再生利用业务,将再生利用材料重新用於电池製造,实现电池的全生命週期管理。
中国内地退役鋰电池的市场规模
近年来,随著中国内地电动汽车行业快速发展及消费电子產品更新换代加快,退役鋰电池供应已显著增长。中国内地的退役鋰电池总量由2020年的157,100吨增至2024年的455,100吨,复合年增长率為30.5%。具体而言,退役消费类电池数量由2020年的66,400吨增至2024年的147,300吨,复合年增长率為22.0%;及退役动力电池数量由2020年的90,600吨增至2024年的307,600吨,复合年增长率為35.7%。
中国内地的退役鋰电池总量预计於2031年达至4.8百万吨,2024年至2031年的复合年增长率為40.1%。在退役鋰电池中,退役消费类电池、动力电池及储能电池数量预计分别為312,300吨、4.5百万吨及35,800吨,2024年至2031年的复合年增长率分别為11.3%、46.6%及109.8%。
退役磷酸铁鋰电池数量由2020年的65,800吨增至2024年的121,100吨,复合年增长率為16.5%。退役三元鋰电池数量由2020年的19,000吨增至2024年的195,700吨,复合年增长率為79.1%。随著电动汽车及能源储能的快速发展,磷酸铁鋰电池、三元鋰电池及其他类型电池的数量预计分别為3.5百万吨、1.0百万吨及0.3百万吨,2024年至2031年的复合年增长率分别為61.9%、25.9%及12.1%。
由於原材料成本及生產工艺不同,三元电池的价格高於磷酸铁鋰电池。2024年,磷酸铁鋰电池及三元电池的平均价格分别约為人民币350-450元 ╱kWh及人民币500-600元╱kWh。
磷酸铁鋰电池及三元电池的性能差异主要体现在能量密度、稳定性及循环寿命上。三元电池的正极材料為镍鈷锰,可提供较高的能量密度,使其在相同体积或重量下能够储存更多电量。相比之下,磷酸铁鋰电池的正极材料為磷铁化合物,其振实密度及压实密度较低,因此限制了电池的能量密度。磷酸铁鋰电池具有良好的稳定性,不易发生热失控。三元电池含有活性金属成分,在高温或外力作用下容易发生热失控。
磷酸铁鋰电池的循环寿命较长,充放电循环次数一般超过2,000次。三元电池的循环寿命相对较短,充放电循环次数一般為1,000至1,500次。
退役磷酸铁鋰电池的数量与其装机量密切相关。自2022年起,磷酸铁鋰电池的整体装机量大幅增加,超过三元电池,佔中国电池总装机量约60%,预计未来中国磷酸铁鋰电池装机量比例将超过70%。磷酸铁鋰电池的使用寿命通常為5至8年。因此,预计自2027年起大量磷酸铁鋰电池将进入退役阶段,导致2024年至2031年预测期间磷酸铁鋰电池的复合年增长率较高。
未来,鋰电池将朝著延长使用寿命及提高能量密度的方向发展。电池製造商一直致力於增加研发投资,以减少充放电过程中的损耗,延长电池的循环寿命。此外,电池製造商正探索新材料,以提高能量密度及安全性等性能,从而适应下游应用场景日益增长的需求。
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