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在全球能源轉(zhuǎn)型的浪潮下，動力電池、儲能技術(shù)的發(fā)展日新月異，其中磷酸鐵鋰電池（LFP電池）因具有能量密度較大、安全性高、循環(huán)壽命長、成本較低、環(huán)境友好且技術(shù)成熟等優(yōu)勢，在新能源汽車、電化學(xué)儲能領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，相較于三元鋰電池而言，磷酸鐵鋰電池市場占比較大。

△ 鋰離子電池介紹

鋰電池回收是實(shí)現(xiàn)電池循環(huán)利用、可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵一步。由于動力電池自身的化學(xué)性質(zhì)，其容量會隨使用時間的增長而衰減，磷酸鐵鋰電池理論壽命為7~8年，真正壽命只有4-6年，隨著磷酸鐵鋰電池的大規(guī)模使用，退役磷酸鐵鋰電池報廢量及產(chǎn)間廢料也將逐年增加，若未處理就直接丟棄或處理不當(dāng)，會導(dǎo)致有價值的金屬流失，而其中的有機(jī)化合物、電解質(zhì)和塑料聚合物則會污染環(huán)境甚至危害人體健康。

△ 磷酸鐵鋰電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)（左）；磷酸鐵鋰報廢極片（右） 圖片來源：網(wǎng)絡(luò)

鋰電池回收產(chǎn)業(yè)鏈在遵循可持續(xù)發(fā)展的三個原則下（經(jīng)濟(jì)性、效率性、環(huán)境友好），目前有多種回收路徑，包括：電池原材料再制造、電池制造過程中產(chǎn)生的報廢極片回收梯次利用、廢舊電池極片料修復(fù)、退役電池梯次利用、退役電池再生處理、廢舊電池全資源回收等電池回收技術(shù)。隨著技術(shù)創(chuàng)新與政策扶持不斷推動鋰電池回收行業(yè)發(fā)展，再生磷酸鐵理電池也逐步得到市場認(rèn)可，市場需求持續(xù)增長。

△ 鋰電池回收產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

另一方面，磷酸鐵鋰正極材料是磷酸鐵鋰電池的核心組成部分，直接決定電池的能量密度，且在LFP電池成本中占比較高，達(dá)35%~40%。正極材料的高效回收不僅對環(huán)境友好，還能大幅度降低生產(chǎn)成本；而電池的負(fù)極一般采用的是石墨電極，石墨的價值相對于正極材料而言要低的多，回收的關(guān)注度較低。因此，對于高效、環(huán)保的鋰電池回收再生高品質(zhì)磷酸鐵鋰技術(shù)的探索迫在眉睫。

廢舊磷酸鐵鋰電池極片回收利用現(xiàn)狀

根據(jù)不同的極片來源，可以分別采用直接修復(fù)和再生修復(fù)兩種技術(shù)路線，使磷酸鐵鋰正極材料資源回收最大化?；厥仗幚砗蟮腖FP電池黑料或再生磷酸鐵鋰電池最終可重新應(yīng)用于低速車、儲能、電信基站或粉末冶金等領(lǐng)域，從而實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰資源的循環(huán)利用。

極片來源

△ LFP電池極片回收來源

·社會退役：以新能源汽車為例，動力電池的容量衰減至80%時，需從汽車上退役，容量在80% ~30%之間時，可以在其他領(lǐng)域進(jìn)行梯次利用；容量衰減至30%以下時可進(jìn)行再生回收，通過物理、化學(xué)等方法進(jìn)行拆解，得到廢舊極片，修復(fù)再生提煉原材料；

·產(chǎn)間廢料：磷酸鐵鋰電池在制造過程中會產(chǎn)生大量的未注液報廢極片、不良極片、未注液電池拆解出的極片（報廢率3~5%），該類極片因材料性能未遭破環(huán)，鋰含量極高（大于4%以上），通過高效剝離、短流程修復(fù)后，可直接再利用，無需濕法提煉，具有極高的梯次利用價值；

·庫存退役：因碳酸鋰價格下降而虧損停產(chǎn)的庫存原料及產(chǎn)能過剩造成的庫存電池。

行業(yè)痛點(diǎn)

當(dāng)前廢舊磷酸鐵鋰極片回收行業(yè)面臨技術(shù)壁壘高、經(jīng)濟(jì)效益低及市場認(rèn)可度低等多方面的挑戰(zhàn)。

·傳統(tǒng)廢舊極片回收未區(qū)分未注液極片和注液極片的區(qū)別，多籠統(tǒng)進(jìn)入再生回收提鋰，大部分企業(yè)針對未注液極片以濕法浸出，再合成碳酸鋰和磷酸鐵為主，存在流程長、成本高、酸浸渣難處理等問題。

·未注液的報廢極片短流程直接修復(fù)存術(shù)壁壘高，剝離料得率低、Al雜質(zhì)含量高、產(chǎn)品性能差，且處理成本高，環(huán)境負(fù)荷大。

·注液的磷酸鐵鋰廢舊極片從退役電池中拆解出來后，常用火法冶金（高溫焙燒）、濕法冶金（酸浸、堿浸）等，存在回收成本高、極片組分分離效率低、雜質(zhì)難控、回收產(chǎn)品品質(zhì)低等問題。

LFP電池極片回收行業(yè)需要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)更高效、低成本、環(huán)保的磷酸鐵鋰再生修復(fù)技術(shù)，并結(jié)合政府支持、市場認(rèn)可度及高值化應(yīng)用拓展，實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰極片回收的可持續(xù)發(fā)展。

市場概況

△ 退役動力電池全生命周期循環(huán)再造圖示 圖片來源：網(wǎng)絡(luò)

2024年，我國鋰電池正極材料出貨量為329.2萬噸，同比增長32.9%；其中，磷酸鐵鋰電池得益于其生產(chǎn)成本、安全性等優(yōu)勢，在儲能及中低端新能源汽車領(lǐng)域需求強(qiáng)勁，市場份額繼續(xù)擴(kuò)大，拉動正極材料出貨量整體增長，磷酸鐵鋰材料出貨量同比增長48.2%，在整個正極材料出貨量中的市場份額增至73.7%；三元鋰材料受需求疲軟與貿(mào)易壁壘拖累，份額進(jìn)一步收縮，出貨量同比下滑3.2%，市場占有率收縮至19.5%。

△ 2024年我國鋰離子電池正極材料出貨量（來源：EVTank 聯(lián)合伊維經(jīng)濟(jì)研究院統(tǒng)計數(shù)據(jù)，大公國際整理）

在鋰電池正極材料產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用中，動力電池占據(jù)主導(dǎo)地位。2024年，我國新能源汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)1288.8萬輛和1286.6萬輛，同比分別增長34.4%和35.5%，動力電池累計裝機(jī)量 548.4GWh，累計同比增長 41.5%；其中，磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量409GWh，同比增長56.7%，以74.6%的市場份額鞏固主流地位。同期，三元電池裝車量139.0GWh，市場份額25.3%，同比增速僅10.2%。

△ 歷年退役動力電池數(shù)量（來源：CABRCA統(tǒng)計數(shù)據(jù)，大公國際整理）

根據(jù)中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會電池回收利用委員會產(chǎn)業(yè)研究部測算，預(yù)計 2025 年動力電池退役總量約82萬噸，2028年起將突破400萬噸/年大關(guān)，伴隨規(guī)?；?yīng)顯現(xiàn)，屆時行業(yè)產(chǎn)值有望突破2800 億元，我國動力電池回收及綜合利用行業(yè)隨動力電池大規(guī)模退役或?qū)⑦M(jìn)入高速發(fā)展階段。

△ 2020年以來我國動力電池裝車量情況 （來源：Wind統(tǒng)計數(shù)據(jù)，大公國際整理）

在動力電池大規(guī)模退役浪潮的趨勢下，報廢極片回收市場容量還將持續(xù)上升。不論從環(huán)境保護(hù)還是經(jīng)濟(jì)效益的角度考量，對廢舊鋰離子電池進(jìn)行資源回收利用勢在必行，磷酸鐵鋰報廢極片回收市場潛力巨大。

武漢先進(jìn)院技術(shù)介紹

武漢先進(jìn)院依托強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)及豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)布局鋰電池回收——磷酸鐵鋰廢舊極片的回收與修復(fù)。該技術(shù)針對不同正極廢料（注液/未注液）回收來源，創(chuàng)新性開發(fā)了短流程、綠色、高效的回收工藝，對LFP正極片通過剝離、除雜、篩分處理后，再進(jìn)行直接修復(fù)或再生修復(fù)為高性能磷酸鐵鋰（LFP黑料），可直接利用或與磷酸鐵鋰新料混摻使用。

△ LFP電池正極廢料來源分類 圖片來源：網(wǎng)絡(luò)

△ LFP廢舊正極片回收工藝流程

01 報廢極片回收梯次利用

項(xiàng)目介紹：

以未注液極片為原料，通過自研開發(fā)的黑料自動分選機(jī)，實(shí)現(xiàn)了磷酸鐵鋰活性物質(zhì)與鋁箔的高效剝離，經(jīng)短流程修復(fù)，再生料與新料性能相當(dāng)，具有極高的梯次利用價值。

技術(shù)優(yōu)勢：

·工藝成本低：工藝簡單、綠色環(huán)保、成本低

·雜質(zhì)含量低：自研自動化分選設(shè)備，LFP黑料回收率高（≥95%），鋁雜質(zhì)含量低（≤100 ppm）

·產(chǎn)品性能好：再生料加工性能、電化學(xué)性能堪比新料

02 廢舊電池極片料修復(fù)

項(xiàng)目介紹：

以注液極片為原料，與未注液極片修復(fù)不同的是，需要在剝離工藝流程后再進(jìn)行磷酸鐵鋰正極料的原位修復(fù)再生，修復(fù)產(chǎn)品性能可達(dá)新料標(biāo)準(zhǔn)，極具經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、社會效益。

技術(shù)優(yōu)勢：

·工藝流程短、能耗低、經(jīng)濟(jì)環(huán)保

·修復(fù)料品質(zhì)好，關(guān)鍵雜質(zhì)含量低

·修復(fù)產(chǎn)品電化學(xué)性能與新料相當(dāng)，可以滿足大規(guī)模儲能的應(yīng)用要求

武漢先進(jìn)院電池材料中心

武漢先進(jìn)技術(shù)研究院依托中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院磷基負(fù)極材料的研究基礎(chǔ)，自2021年成立電池材料研發(fā)中心，已承接湖北省企業(yè)委托研發(fā)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)近8000萬元，順利完成了低成本磷基正極、高性能電解液和快充型磷碳負(fù)極材料的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和中試放大驗(yàn)證等項(xiàng)目。中心面向新能源汽車關(guān)鍵材料需求提供技術(shù)研發(fā)服務(wù)，聚焦電池正極、負(fù)極和電解液三大主材，開展高性能電池材料研發(fā)與技術(shù)攻關(guān)，打造了動力電池全生命周期管理技術(shù)體系。團(tuán)隊(duì)綜合湖北磷化工產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，針對鈉電材料、固態(tài)電池、下一代高品質(zhì)粘結(jié)劑、分散劑、電池全元素回收和錳基正極材料技術(shù)等進(jìn)行前瞻布局，推動湖北磷化工產(chǎn)業(yè)步入3.0時代。