新能源汽车产业发展迅速。

近年来，在国家政策的指导和推动下，中国新能源汽车产业发展迅速，电动汽车产销逐年增长。中国已成为世界上最大的新能源汽车市场。

据统计，我国新能源汽车产量从2013年的1.8万辆增长到2017年的79.4万辆，增长了4311%。2018年，新能源汽车生产保持快速增长，1-7月累计产量达到50.4万辆，同比增长85%。

销量也在快速增长，从2013年1.8万辆的销量增加到2017年77.7万辆，增长到4216.7%。尽管2018年受到补贴调整政策的影响，但新能源汽车销量仍保持快速增长。1~7月，新能源汽车累计销量达到49.6万辆，同比增长97.1%。

动力电池市场继续火爆。

随着新能源汽车工业的快速发展，动力电池也迎来了前所未有的快速发展时期。目前，我国动力电池产业规模居世界第一。

自2015年以来，随着新能源汽车生产和销售的增长，中国动力电池从2014年仅3.7Gwh的出货量跃升到2015年15.7Gwh，同比增长3倍以上。2017年，中国动力电池产量为44.5GWh，同比增长44%。2018年1月至7月累计产量为18.9GWh，同比增长126%。

2016年，我国电力电池需求达到28GWh，全行业有效产能约56GWh，产能利用率约50%。预计2018年中国对动力电池的需求将超过50GWh。到2020年，中国对动力电池的需求将接近100GWh。

动力电池即将迎来退役潮。

目前市场上销售的电池平均使用寿命约为5年，2012年至2014年生产的动力电池将在2018年大规模失效。根据前瞻性产业研究院发布的《动力电池PACK产业发展前景预测与投资战略规划分析报告》统计数据分析，预测2018年新能源汽车动力电池将进入规模退役，到2018年，中国动力电池报废量可能达到17.5万吨，出现小高峰。此外，如果按70%使用，

从废动力锂电池中回收钴、镍、锰、锂、铁、铝等金属创造的回收市场规模将超过2018年53亿元，2020年100亿元，2023年废动力锂电池市场250亿元。

不同类型的动力电池金属含量不同，相应的可回收金属含量和价格也不同。据预测，2018年新报废的动力电池中，镍的可回收利用率较高，为1.8万吨。计算后，镍的相应回收价格达到14亿元。与镍相比，虽然锂的回收量相对较小，但计算后的回收价格远远超过镍的26亿元。未来，动力电池的退役量将迅速增加，这将为动力电池回收行业带来巨大的市场。

随着新能源汽车销量的不断增长，电动汽车动力电池的回收问题将越来越突出。若相关工作未提前做好准备，在电池报废高峰期回收处理将面临严重的障碍和问题。

锂电池回收技术及产品发展方向。

锂电池回收专利技术全球发展迅速。

锂电池回收技术最早于1991年出现在中国，随后日本的相关技术开始萌芽。1991~2009年，锂电池回收技术处于发展初期，专利申请少，年均14项专利，现阶段日本处于技术主导地位；2010年以后，锂电池回收专利申请超过50项/年；2010~2014年相关技术逐步增长，年均103项专利；2015~2017年相关专利数量激增，年专利数量超过150项，2017年专利数量达到293项。中国专利的快速增长是锂电池回收技术专利申请激增的主要原因。中国后来居上，赶超日本，成为锂电池回收专利技术最多的国家。

锂电池回收专利技术的热点主要分布在。

(1)有价金属和材料回收技术。锂电池回收工艺成本高，铜、铝、镍、钴等金属材料是锂电池回收过程中的主要回收对象；在锂离子电池的各种正极材料中，三元正极材料回收价值最高，磷酸铁锂、锰酸锂正极材料回收价值较小。因此，高价值材料的回收技术是技术热点；

(2)锂电池回收工艺，包括改进工艺步骤。锂电池回收工艺大致包括放电、拆卸、粉碎、分选等预处理，然后分离塑料、铁壳和电极材料，然后提取碱浸出、酸浸出、杂项提取；或直接高温焚烧碎片回收金属，进一步湿法回收焚烧残渣。根据工艺原理可分为物理回收和化学回收两类，其中化学回收可分为高温冶金法和湿法冶金法。

(3)处理爆炸、磁场、污染物等二次污染和危险的处理技术。

对重点机构技术进行对比分析。

前15家专利申请机构主要分布在日本（4家）和中国（10家），这些机构来自矿业金属公司、电力能源公司、锂电池公司、研究所等。日本矿业金属公司拥有的专利数量最多，但近三年申请比例较低；合肥国轩高科技动力能源有限公司专利数量排名第二，近三年申请的专利比例达到91%，表明近年来在锂电池回收技术领域活跃且具有一定竞争力。总的来说，日本有很强的技术背景，但中国机构更具技术研发活力。虽然日本在专利拥有量排名前5的机构中占有3个席位，但近三年申请比例较低(低于5%)；另一方面，中国在专利拥有量排名前15的机构中占有10个席位，近三年申请比例较高，对我国锂电池回收技术的发展需求旺盛。从技术内容来看，目前重点机构的专利布局集中在生产有色金属或其化合物等高价值材料的回收上。

合肥国轩高科技动力能源有限公司和荆门格林美信材料有限公司是国内专利申请较多的企业，专利申请较多的研究机构为中南大学和中国科学院工艺研究所。

合肥国轩高科技动力能源有限公司在中国拥有最多的专利，其主要布局技术方向是锂离子电池。丰田汽车集团是中国专利数量最多的外国机构。除锂离子电池专利技术外，还包括用于测试电池或电池电气状况的仪器专利。

我国锂电池回收产业发展的痛点。

首先，我国锂电池回收产业经营模式不规范的问题尚未得到解决。

目前，我国许多新能源汽车报废电池尚未进入正式渠道，回收市场机制不完善，大规模回收已成为行业问题。一方面，虽然形成了锂电池回收梯级利用的循环系统，但由于技术和商业化，梯级利用的应用问题尚未得到解决。另一方面，小企业经营模式不规范的问题暴露明显。由于小企业分布分散，监管仍不能完全触及，小企业技术和环境保护问题较多，阻碍了行业集约化发展。

其次，动力电池回收的综合成本仍然很高。

由于技术发展不成熟，规模回收尚未形成，电池运输（危险废物运输）成本高，综合成本较高。而且受技术水平的限制，企业回报率不高，进一步增加了企业的经营负担。例如，电池运输属于危险废物运输，长途运输会增加企业的回收成本。一些企业会采取特殊措施避免使用危险废物专用车辆，从而达到降低成本的目的，但存在巨大的环境污染和安全风险。

此外，锂电池回收产业的发展还受到技术不成熟、收购网络不完善、管理措施不完善、支持政策不到位、下游消费者分散分布等问题的制约。

专家指出，安全是动力电池回收利用的重点，绿色节能生产工艺是未来电池技术的发展趋势。

锂电池回收产业的发展方向和技术趋势。

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1.发展方向。

随着国家环境保护的不断加强和有价金属资源的不断缺乏，废锂离子动力电池的资源回收技术将朝着绿色回收和高效回收的方向发展，主要关注以下方面：

(1)预处理步骤中的安全问题。

废锂离子动力电池是危险废物，在处理过程中有爆炸的危险，因此需要在绝对安全的环境中自动高效处理。同时，由于电池中的电解质含有大量的有机物和LiPF6等有毒有害物质，因此在处理过程中需要进一步预防和控制这些潜在的危害。

(2)二次处理步骤中的污染防治。

在二次处理步骤中，热处理会产生SO2、NO2、NO等有害气体；有机溶剂溶解后的余液含有大量成分复杂的有机物；碱溶液需要强碱溶液溶解，余液pH高，需要进一步处理。对热处理中的有害气体进行无害化处理，对有机溶剂余液和碱液余液进行回收。

(3)深度处理步骤中的完全回收。

利用适当的浸出剂进一步提高废电池中有价金属的浸出率，通过将化学沉淀法与溶剂提取法相结合，提高浸出液中有价金属离子的回收率，获得合格的金属化合物产品。

(4)废锂离子动力电池各成分的综合回收利用。

目前回收的重点是正极材料，金属含量高，经济价值大。然而，对于电池中的其他成分，需要加强对隔膜、电解质、负极活性材料等物质的回收研究。

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2.技术趋势。

目前，回收工艺主要分为干法、湿法和生物回收，湿法是目前的主要工艺，回收率高，可定向回收贵金属；干法一般作为湿法的配套工艺，主要用于金属的初步处理，生物回收仍处于初级阶段，技术发展仍不成熟。

(1)专利技术1:生物回收技术。

生物回收技术具有成本低、污染小、可重复利用的特点，是锂电池回收技术未来发展的理想方向。

生物冶金法利用微生物菌代谢实现钴、锂等元素的选择性浸出。利用无机化能营养和嗜酸氧化亚铁菌从废锂离子电池中溶解金属的生物浸出法是一种新型的、有发展潜力的浸出法。该方法成本低，污染小，能耗低，微生物可重复利用；但锂电池回收相关技术刚刚开始，需要解决高效菌株培养、耗时、浸出条件控制等技术问题。

(2)专利技术二:超临界流体技术。

超临界流体提取技术(Supercriticricriticluidextraction，简称SFE)是一种以超临界流体为溶剂与物料混合，通过改变温度和压力来调节流体密度，可以改变可溶成分的溶解度，实现特定成分的分离或精制。超临界流体无毒、无害、易燃，热力学性能稳定，可替代环境污染严重的有机溶剂，称为未来的绿色溶剂。目前，乙烯、乙烷、丙烷、水、氧化亚氮、二氧化碳等超临界流体的研究较多，其中超临界CO2和水是文献报道最多的。

超临界CO2流体提取的原理是压力和温度的差异影响超临界CO2的溶解度。将废电池放入超临界反应器中，使待分离的电池与超临界二氧化碳充分接触，根据电池成分极性、熔沸点和分子量的差异，选择性地提取电解质。该方法适用于收集废电池的电解质，但工作环境要求高，处理成本高。

相关研究和技术需要深入研究，超临界流体操作压力高，设备要求高，限制了超临界流体提取技术的工业化和大规模应用。随着国内外学者对超临界流体的深入研究，超临界流体技术的工业化将具有更好的应用前景，为社会带来更大的经济环保效益。

(3)专利技术3:电极直接修复技术。

通过破坏粘合剂(PVDF)，将预处理后的电极材料与铝箔分离，然后将混合粉中的Li复合粉分离回收。高温烘焙分解和有机溶剂溶解是破坏PVDF的两种方法。碳燃烧法、泡沫浮选法和沉浮法是Li复合物和碳粉的分离方法。电极直接修复技术方法简单，工艺流程短，环境污染少。但处理效率无法保证。修复后的电极材料是否具有良好的充放电和安全性能，是否可直接用作锂离子电池的电极材料，还有待进一步研究。

(4)专利技术4:浸出液合成电极材料。

钴酸锂电极材料直接参与化学反应。该方法包括非晶柠檬酸沉淀法和Na2CO3共沉淀法。该方法是将柠檬酸或碳酸钠沉淀到还原浸出液中，得到沉淀粉，高温烘烤后得到钴酸锂电极材料。该方法工艺简单，产品附加值大，回收率高。产品使用性能高，符合多元化复合氧化物的发展趋势。但能耗高，二次污染严重，铝、钴、锂等金属元素的后续分离和提取工艺复杂。实现电池材料的回收，形成完整性。

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