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锂电池行业玩出新的投资机会

最近对锂电池的研究深入,淘金出一个之前没涉及的领域,那就是动力锂电池回收处理。

当动力锂电池的电化学性能降至无法满足汽车动力需求时,一般是锂电池寿命衰减至80%以下,这样动力锂电池就要进入报废阶段。

通过锂电池回收,从中获提取有价值的金属元素,再次应用于锂电池或者粉末冶金等领域。

『动力锂电池回收模式』

这里的回收有两种模式:梯次利用模式、再生利用模式。说白了,梯次利用模式就是未到退役的锂电池的处理方法,而再生利用模式是锂电池退役后的处理方法。

1、梯次利用模式:通过对废旧锂电池或电芯进行拆解、检测、筛选,并重新组成健康电池包或电池系统,实现锂电池回收处理。

当电池寿命介于20~80%之间,主要针对磷酸铁锂电池,它的循环寿命更长、安全性更高,更适合梯次利用模式,重组后的电池包或电池系统可用于储能、低速电动车等对电池电化学性能要求低的领域。

提取详细过程有点复杂,这里就不说了——

2、再生利用模式:通过拆解、分选、焚烧、浸出、溶解、除杂、萃取和结晶等物理、化学手段,将废旧锂电池中的镍、钴、锂等有价值的金属材料分离出来,再制成金属化合物或锂电池的原料,这是目前中国动力锂电池主要回收模式。

当锂电池寿命低于20%,主要针对三元锂电池,提取它当中镍、钴等金属价值更高、直接提炼电池材料产生经济效应更高。提取的金属成分用于各类锂电池或者粉末冶金等行业。

当锂电池性能(电池容量)往往只下降到原性能的 80%。在电池性能仍维持在 80%-20%时,退役的动力电池可以经过相关的检测评价依次用于低功率电动车、电网储能、家庭储能领域。而当电池性能下降至 20%时,可以对其进行报废处理。

『退役锂电池回收工艺』

不同提取工艺的细节和特点有差异——

①  物理法又称为干法、火法,通过物理手段提取电池中有价值的金属,主要包括机械分选法和高温热解法。

机械分选法:通过破碎、筛分、磁选等物理方式实现不同金属材料的分离和回收。

高温热解法:通过高温焚烧方式去除电池中的粘结剂,并造成金属成分发生氧化还原反应,最终实现不同金属材料的分离和回收。

物理法工艺简单,但难以实现金属的完全分离和回收,且产生的金属材料存在杂质,需进一步提纯,该工艺仅适合再生利用模式的初步处理过程。

②  化学法可称为湿法,即利用化学试剂溶液等媒介,将电池材料中的金属离子浸出到溶液中,再通过离子交换、沉淀、萃取、结晶等方法将溶液中的金属离子以金属化合物等形式提取出来。

虽然化学法工艺较为复杂,但这工艺的有价值金属回收率较高,且工艺成熟,是再生利用模式下锂电池回收的主要工艺。

③  生物法即以微生物为媒介,通过微生物代谢作用将电池材料的金属成分提取出来。

生物法成本低、有价值金属回收率高等特点,但工艺实现难度高,该工艺的研究只处于初级阶段,等生物法工艺成熟,有望得到规模化应用。

『动力锂电池回收产业链』

上游——

锂电池回收产业链中,上游为废旧锂电池供应商,金属废料供应商、辅助材料等等原料供应商,占电池回收75%以上的成本。其中,废旧锂电池、金属废料属于回收处理材料,占成本70%。酸碱试剂、萃取剂等辅助材料占回收成本5%。

废旧电池环节包括:比亚迪国轩高科、北汽新能源、宁德时代、超威动力(港股)、中航锂电、沃特玛、骆驼股份杉杉股份、中天鸿锂(母公司:天赐材料)、中国铁塔、东风汽车泰尔股份、煦达新能源(母公司:中恒电气)、芳源环保

金属废料:锡业股份鹏辉能源、西恩科技

辅助材料:金牛化工山西焦化、江铜集团、远兴能源

废旧电池供应方包括:整车企业、锂电池制造企业、第三方废旧动力锂电池回收贸易企业。

比亚迪、 中航锂电、国轩高科等电池制造企业掌握回收渠道优势,拥有较强的废旧动力锂电池获取能力,能保障废旧电池原材料的供应。

金属废料是经过破碎、分选、提取等简单物理处理,能粗制氢氧化镍、硫酸镍、硫酸钴等粗制金属化合物。金属及金属化合物市场价格的变化影响金属废料价格。

辅助材料受基础化工行业产能供应及下游应用需求影响,但由于使用量较少,影响偏小。

中游——

中游方面,成本主要是环境治理、人力、设备折旧占成本5%。而再生利用量占锂电池回收处理总量85%。

专业回收处理企业:格林美、邦普循环、光华科技华友钴业、赣州豪鹏(豪鹏科技正申请IPO)、赣锋锂业

储能企业:中国铁塔

电池制造:中航锂电、宁德时代

中国梯次利用模式应用规模较小,2018年仅占15%,再生利用模式规模占85%。

华友钴业赣锋锂业等电池材料企业通过设立子公司或并购电池回收处理企业的方式进入动力锂电池回收处理市场。

格林美、邦普循环、赣州豪鹏、华友钴业子公司华友钴新材料、赣锋锂业是第一批符合《新能源汽 车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》的企业。

邦普循环和格林美作为传统从事锂电池回收处理的企业具备成熟的回收处理经验,市场地位显著, 在动力锂电池回收处理市场的占有率分别为20~30%和10~20%,合计占据市场30~50%份额。

下游——

下游就是电池材料厂商

电池材料制造:当升科技、容百科技、长远锂科、中伟股份

粉末冶金企业:东睦股份、河源富马

说实话,这次整理的产业链名单不太完整,能找的的资料也不多,只能作为参考。

『动力锂电池回收投资逻辑』

锂电材料公司,尤其是工艺路线相似的锂电前驱体企业具有相似的技术优势,这里主要是中伟股份、格林美

动力电池企业参与回收,有利于提高原料的上游议价能力,降低电池成本,这里重点是宁德时代

电池回收将大量用到检测设备,相关电池检测企业也将受益,这里有星云股份

『动力锂电池回收难度』

1、电池残值量的测量标准难以估计

一般锂电池衰减至80%以下时就已达到退役状态。此政策制定者对于动力电池残值剩余量的标准测定标准存在一定困难。

2、金属价格波动影响材料回收经济性

金属价格的波动会最终决定动力电池回收市场的盈亏,而金属价格又是受资源供给、技术进步、下游市场综合因素所影响。

3、梯次利用技术标准

磷酸铁锂电池回收模式主要是梯次利用模式,梯次利用方式、安全性等因素困扰着标准制定,标准过高会造成梯次利用市场的萎缩,标准过低又不利于梯次利用市场长期发展。

『动力锂电池回收前景』

磷酸铁锂电池寿命相对较长,使用年限大概在4~6年,三元锂电池寿命较短,年限仅2~3年。自2018年起,第一批磷酸铁锂电池已进入更换周期,锂电池迎来规模化更换浪潮。因此,未来中国动力锂电池更换需求将快速增长,大量废旧锂电池有望催生庞大的回收市场。

另外,为了降低储能行业成本,通过锂电池回收是其中一个重要降本途径,截止到2018年底,中国铁塔12万个基站的储能设备中布置梯次利用电池,都是通过一汽集团、上汽集团等整车企业中收回锂电池。

通过锂电池回收获得锂电池原材料,据美国地质勘探局数据,2018年中国镍和钴产量分别为11万吨、0.3万吨,占全球镍、钴产量的4.8%和2.2%,中国镍、钴超80%都依赖进口,而通过锂电池回收原材料是一个重要途径。

镍在三元正极材料有价金属中含量最高,占10~25%,近两年,金属镍及其化合物硫酸镍的市场价格持续走高,回收利用镍利用也不断增加,导致锂电池再生利用的利润空间稳步扩大。

2018年中国动力锂电池报废量超7万吨,回收处理不足6000吨,占报废量不足10%。

对于三元电池,通过材料回收方法,可具有一定经济性,市场将率先起量,2022~2023年将是行业重要拐点,估算2019年可回收三元正极0.13万吨,随后逐年递增至 2030年的29.25万吨。

在现价情况下2020-2030年三元电池累计回收空间将达1305亿元。磷酸铁锂电池直接拆解材料回收的经济效益并不大,为弥补经济性方案:

1、先通过梯次利用提高收益

2、处理成本通过行政手段及补贴内部化。对于磷酸铁锂电池,我们预测2030年报废铁锂电池将达到31.33万吨,考虑拆解回收与梯次利用后拆解材料回收,二者总计可以回收锂元素 0.65 万吨;在中残值、现价情况下,2020~2030年磷酸铁锂电池梯次利用/回收累计市场空间分别将达到680/163亿元。

总的来说,目前锂电池回收行业还是尚算早期阶段,我们可以多观察,但暂时不适合投资,未来这里会有机会,我们可以密切留意。

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