中美贸易战凸显锂离子废旧电池回收刻不容缓

来源：材料科学与工程

作者：肖南

近日，中美贸易冲突愈演愈烈，美国政府公然要求宣布对华为实施禁运,给华为的生产研发带来了巨大的麻烦，给世界贸易秩序带来严重破坏。在锂离子电池被广泛运用的今天，中国的锂，镍，钴等锂离子必须的金属资源依然十分依赖国外进口，因此在这个当口上讨论在中美贸易冲突下金属资源进口对锂离子电池生产的影响就显得尤为重要。

众所周知，锂离子电池具有体积小、容量大、重量轻、无污染、能量密度高、自放电率低等特点，是公认的高端、新型电池产品，受到非常广泛的利用。传统的锂离子电池主要应用于3C（Computer、 Communication、Consumer Electronics）产品中，比如手机、笔记本电脑等。近年来电动汽车、大规模储能等市场的异军突起推动了锂离子电池市场的快速发展和市场普及。

锂离子电池的主要组成成分分别是正极材料、负极材料、隔膜和电解液。目前主流的负极材料是天然石墨和人造石墨，我国石墨矿产资源非常丰富，全国有20个省（区）拥有石墨矿，探明储量的矿区有91处，总保有储量矿物1.73亿吨，居世界第一。隔膜的主要成分是聚烯烃等一些高聚物；电解液主要是由一些高纯有机溶剂、电解质锂盐和必要的添加剂组成。锂离子电池中成本占比最高的是正极材料，主要有以下几种技术路线：镍钴锰三元材料，磷酸铁锂，钴酸锂，锰酸锂等。锂离子电池正极材料制备过程的金属消耗主要是对金属镍、钴、锰、锂的消耗。

1．锂

根据美国地质调查所2017年的数据，世界已查明锂资源约为4700万吨，储量（氧化锂）约1400万吨。其中排名前六的分别为玻利维亚（900万吨），智利（750万吨），阿根廷（650万吨），美国（550万吨），中国（540万吨），澳大利亚（170万吨）。

世界上能被工业利用的主要为盐湖型（锂离子）和岩矿型（锂辉石、锂云母）。盐湖卤水型锂矿资源储量约占全球总储量的80%。岩矿型锂资源约占20%。目前开采最多的盐矿是澳大利亚格什锂辉石矿。中国锂矿资源较为丰富。盐湖卤水型锂矿主要分布在青藏高原。其中最具代表性的是规模第二大、亚洲第一大的西藏扎布耶碳酸锂型富锂湖，以及以青海柴达木盆地的东台吉乃尔、西台吉乃尔等为代表的硫酸盐型富锂盐湖。中国虽是富锂的大国，但目前却是锂资源进口大国。几乎占用了世界40％的锂资源，锂原料进口大于74％， 2016年碳酸锂进口量同比增长了 397．18％，而国际碳酸锂市场高度垄断，导致市场价格年年不断攀升。我国虽然拥有三元电池材料需要的优质的锂辉石资源，分布在四川的甘孜州和阿坝州，但一直处于未开发状态。我国是世界第二大锂产品生产国和第一大消费国，原矿对外依存度高到76%，预测2020年锂需求将达到15万吨碳酸锂当量，其中电池占比将超过60%，锂资源保障形式严峻。

2.锰

全球锰资源储量约为5.7亿吨，主要分布在南非(1.5亿吨)、乌克兰（1.4亿吨）、澳大利亚（0.97亿吨）、巴西（0.54亿吨）、印度（0.52亿吨）、中国（0.44亿吨）。2014年锰矿产量前5位分别为南非（470万吨）、中国（320万吨）、澳大利亚（310万吨）。锰矿石90%以上用于生产锰系铁合金。

3.镍

2017年全球镍资源储量约为7400万吨，主要分布在澳大利亚、巴西和俄罗斯等地区，其中澳大利亚居世界第一位，储量达到1900万吨，占比达到25.7%。印尼和菲律宾为主要产镍国。根据美国地质调查局2018年发布的数据，2017年全球钴产量达到210万吨，与2016年产量基本持平。其中印尼和菲律宾为主要产出国，占比分别达到19%和9%。全球镍资源消费领域，不锈钢占主导地位，达到66%。我国镍资源相对不太丰富，对外进口依赖度高。但是中国镍消费主要为不锈钢，电池消费占比较低。中国镍消费终端与全球区别不大，主要集中在不锈钢、电镀、铸造和合金、电池，其中镍的需求端 85%左右用于不锈钢生产，电池镍消费占比较低，仅为3%。

4.钴

2017年全球已探明的钴储量为710万吨，主要集中在刚果（金）、澳大利亚、古巴、新喀里多尼亚等国家，第一位的刚果（金）的钴储量为340万吨，占全球钴储量的48%。2017年全球钴产量为11.1万吨，其中刚果产量达到6.4万吨，占全球产量的58%。在钴消费方面，2017年全球钴消费约为11.5万吨，同比增加11%，其中锂电池、超级合金、硬质合金等行业需求较为旺盛，电池行业用钴最高，占比达到59%。中国钴资源贫乏且分布较散。中国钴储量约为8万吨，仅占全球储量的1%左右，钴资源较为匮乏。中国钴主要依赖进口， 2017年中国钴矿进口量为10.07万吨。2017年中国钴消费中电池领域占了80%。

从上述数据来看，电池行业的锂和钴对外依存度是十分高的，换句话说，锂和钴金属的进口量对于电池的生产有着至关重要的作用。一旦锂和钴的进口来源被切断，中国电池行业将面临巨大的危险。因此，除了提高我国自身锂，钴等金属资源开采开发能力和技术，电池回收也必须尽快提上日程。

另外，电池回收对我国来说也是有着“内需”的。随着2012~2014年装车的动力电池退役期临近，2018年被行业认为是动力电池退役潮元年，GGII统计2018年动力电池的总报废量达7.4万吨，数码电池总报废量达16.7万吨。预计到2020年我国车用动力电池需求将达125GWh，报废量将达32GWh，报废电池折算为质量将达到约50万t；到2030年，车用动力电池报废量将达101GWh，报废动力电池量约116万t。

为了缓解锂和钴金属的对外依赖和日渐爆发的动力电池报废量给电动汽车行业带来的冲击，锂离子电池的废旧电池的回收显得刻不容缓。

目前锂电池回收利用的领域主要分为两方面：

1)对符合能量衰减程度的电池进行梯次利用(用作储能或低速电动车领域)，如磷酸铁锂类电池、三元材料类电池；

2)对无梯次利用价值的电池进行拆解，回收其中的镍、钴、锰、锂等材料，如数码类电池、部分三元材料类电池。

2018年市场动力电池回收量5472吨，只占报废动力电池总量的7.4%；数码电池的回收量10.63万吨，占总报废量的63.6%左右。2018年锂电池回收总量中用于梯次利用的电池量为2460吨，总回收拆解的电池量为10.93万吨。

总的来看，相比较整个锂电池报废市场，市场上的动力电池的回收量远没有达到预期；在电池回收领域尤其是动力电池回收领域，用于梯次利用的规模远低于回收拆解的规模。

对于未来几年中国锂电池回收市场的发展趋势，GGII做出了如下预测：

1)现阶段，锂电池的回收方式仍将以拆解回收为主，数码类电池仍将是电池回收的主体；

2)2020-2022年后，伴随动力电池最终报废寿命的临近，动力电池回收量将会迎来“高峰”，市场回收量占比将会超过20%；

3)随着5G的商用化加速、铅酸电池的大量退役，未来回收的动力电池将在梯次利用领域迎来快速增长，市场可期；

4)现阶段，相关配套政策以及电池回收模式不完善，中国锂电池回收产业的产值增速有限，未来随着国家各部门相关政策的逐渐实施以及终端产品附属价值的增加，部分企业将会迎来大的盈利空间。

总结：

我国电池产业中锂、钴金属对进口依赖程度大，且2020年前后面临锂离子废旧电池报废潮，因此废旧电池回收应当予以重视。目前市场上的动力电池的回收量远没有达到预期，动力电池回收领域，用于梯次利用的规模远低于回收拆解的规模。

参考资料

锂电联盟会长,一张图看懂锂离子电池及相关产业链.

国际能源机构：2018年全球电动汽车展望报告     http://www.199it.com/archives/736314.html

储能世界，分析丨预见2019：《2019年中国电动汽车产业全景图谱》

锂电联盟会长，新能源汽车与动力电池面临问题与分析对策

粉体网，一张图纵览2018动力电池成绩单

中国锂矿资源调查报告

中国锂资源亟待上升到国家战略层面统筹发展

锂离子电池三元材料：工艺技术及生产应用

Mineral commodity summaries 2018

对外依存度较高，动力电池主要上游资源形势分析https://www.d1ev.com/kol/74302

2019年中国锂电池回收再利用市场前景分析报告(第四版)-GGII   

动力电池回收利用四大趋势解读http://www.escn.com.cn/news/show-721764.html

废旧动力锂离子电池回收再利用产业化进展http://chuneng.bjx.com.cn/news/20190114/956289.shtml