在由SMM主办的CLNB 2024（第九届）中国国际新能源产业博览会-院士专场上，中国工程院外籍院士徐政和介绍了“退役动力电池回收现状与挑战”的相关话题。他表示，据中信证券等数据显示，2020年中国累计退役的动力电池超20万吨，市场规模达130亿元，预计2025年，我国废旧动力电池回收市场规模将达到400亿元，预计到2030年，三元锂与磷酸铁锂电池回收规模将超1500亿。
背景
全球能源消费构成
电力和氢能在全球能源结构占比快速增长，到2050年，电力和氢能在能源消费占比中将增加至50%，化石能源消费预计降低至40%；
能源消费很快迎来峰值，人口预计增长20亿，但能源消费仅增长14%；
GDP 能源强度持续下降，其中电气化带来的能效提高至关重要。
电池的重要性
中国动力电池回收情况
动力电池使用寿命：商用车3年，乘用车5年。据前瞻研究院与中信证券数据显示，2020年中国累计退役的动力电池超20万吨，市场规模达130亿元，预计2025年，我国废旧动力电池回收市场规模将达到400亿元，预计到2030年，三元锂与磷酸铁锂电池回收规模将超1500亿。
预计至2030年，新能源汽车销量占比40%；至2035年，占比高达50%；从动力电池市场来看，全球电动车锂离子电池消耗量年增长率26%；从动力电池市场来看，磷酸铁锂和三元材料将长期处于胶着态势。
动力电池关键原材料严重依赖进口
据媒体数据显示，中国锂电池关键材料占全球储量： 锂占比在22.9%、 钴占比在1.1%、镍占比在3.0%、锰占4.2%、石墨占比在22.8%。而镍钴锰锂的金属矿产资源对外依存度超过70%。
据媒体对对主要材料需求预测显示，2021年锂需求在0.7万吨左右，钴需求在0.8万吨左右，镍需求在1.9万吨左右，锰需求在1.1万吨左右，预计到2025年，需求预测将分别增长至2.5万吨、 2.8万吨、 7.1万吨 、 4.1万吨。
动力电池回收重要性-资源循环利用
从资源角度，为了保证资源安全，电池回收势在必行；布局锂、钴、镍等关键资源，建立一个电池生产和回收的循环体系，通过电池回收及电池材料生产，可从根本上影响全球的资源可持续发展。
2022年12月，Redwood Materials公司表示，将斥资35亿美元建造电池回收工厂，该公司的目标是要颠覆美国电动汽车供应链。（2023回收10 GWh 锂电池，44,000 吨材料，10万辆特斯拉车电池）
动力电池回收重要性-环境污染
电池对土壤和水体皆有污染，且有一定的爆炸危险。从环境角度看，为了避免环境污染问题，电池回收同样是势在必行。
欧盟电池法: 产业发展需求
2023年8月17日，《欧盟新电池法案》正式生效，法规将针对投放到欧盟市场的便携式、启动用、工业、电动汽车以及轻型交通工具电池，对其进行全方位监管，以期实现全生命周期更加可持续的电池。
从2031年8月18日起，电动车电池、启动、照明和点火电池以及容量大于2kWh的工业电池再生成分最低使用比例:钴16%、铅85%、锂6%、镍6%。
从2036年8月18日起，电动车电池、轻型交通工具电池、启动、照明和点火电池以及容量大于2kWh的工业电池再生成分最低使用比例:钴26%、铅85%、锂12%、镍15%。
研究与发展现状
锂离子电池全生命周期价值链
梯次利用：20% <容量 < 80%，进行梯次利用(通信基站、电力储能、低速电动车领域)，延长电池生命周期。
资源回收：退役后的废电池，经预处理后采用火法冶金、湿法冶金、直接修复再生等手段进行回收再生，实现闭路循环利用。
中国动力电池回收代表性企业：梯次利用以格林美、安徽巡鹰、蜂巢等为代表，主要集中在广东和江苏。
回收利用工艺路线
预处理工序：
火法冶金无需复杂的预处理工序，可以将合适尺寸的废电池直接投入熔炼炉总进行高温熔炼；
湿法冶金需要进行放电、机械破碎、分筛等预处理，以获取黑粉；
直接再生工艺需要更复杂的预处理工序，以获取高纯正极材料。
中国动力电池回收代表性企业：破碎拆解以杰成为代表主要集中在广东、江西、河南。湿法冶炼以传统的湿法冶金企业格林美、邦普等为代表，主要集中在江西、湖南、广东。
挑战与机遇
回收工艺概况
挑战与机遇
结论与展望
未来退役动力电池回收技术
退役动力电池回收拟解决的科学工程问题
1. 化学（电化学）：电化学性能、失效机理、 有价金属元素的高效分离。
2. 智能制造、机械工程：设计和开发回收设备，包括破碎、分选、提取等设备。
3. 反应工程与物质分离科学：宏观物料的精细化分选。
4. 材料科学：电极材料的回收与再生。
5. 环境工程：回收过程“三废”碳足迹。
结论与展望
灵活通用的安全绿色回收技术（拆解与破碎）；
混合物料的精细化物理分离技术；
从电池设计层面考虑回收，方便回收并且对环境无污染；
规范电池的出厂标准，方便采用标准化回收工艺回收废旧电池；
电解液的无害化处理以及负极材料的高值化利用技术；
开发直接再生废旧正负极材料的绿色回收方法；
开发和完善电池溯源管理系统，实现废旧电池信息互联网化，规范电池回收市场。
