時間:2025-07-04 來源:
在全球能源轉型的浪潮下,動力電池、儲能技術的發展日新月異,其中磷酸鐵鋰電池(LFP電池)因具有能量密度較大、安全性高、循環壽命長、成本較低、環境友好且技術成熟等優勢,在新能源汽車、電化學儲能領域應用廣泛,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
鋰電池回收是實現電池循環利用、可持續經濟的關鍵一步。由于動力電池自身的化學性質,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模使用,退役磷酸鐵鋰電池報廢量及產間廢料也將逐年增加,若未處理就直接丟棄或處理不當,會導致有價值的金屬流失,而其中的有機化合物、電解質和塑料聚合物則會污染環境甚至危害人體健康。

△ 磷酸鐵鋰電池包內部結構(左);磷酸鐵鋰報廢極片(右) 圖片來源:網絡
鋰電池回收產業鏈在遵循可持續發展的三個原則下(經濟性、效率性、環境友好),目前有多種回收路徑,包括:電池原材料再制造、電池制造過程中產生的報廢極片回收梯次利用、廢舊電池極片料修復、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。隨著技術創新與政策扶持不斷推動鋰電池回收行業發展,再生磷酸鐵理電池也逐步得到市場認可,市場需求持續增長。

△ 鋰電池回收產業鏈全景圖
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35%~40%。正極材料的高效回收不僅對環境友好,還能大幅度降低生產成本;而電池的負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,回收的關注度較低。因此,對于高效、環保的鋰電池回收再生高品質磷酸鐵鋰技術的探索迫在眉睫。
廢舊磷酸鐵鋰電池極片回收利用現狀
根據不同的極片來源,可以分別采用直接修復和再生修復兩種技術路線,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用于低速車、儲能、電信基站或粉末冶金等領域,從而實現磷酸鐵鋰資源的循環利用。
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,可以在其他領域進行梯次利用;容量衰減至30%以下時可進行再生回收,通過物理、化學等方法進行拆解,得到廢舊極片,修復再生提煉原材料;
·產間廢料:磷酸鐵鋰電池在制造過程中會產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,鋰含量極高(大于4%以上),通過高效剝離、短流程修復后,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的庫存原料及產能過剩造成的庫存電池。
行業痛點
當前廢舊磷酸鐵鋰極片回收行業面臨技術壁壘高、經濟效益低及市場認可度低等多方面的挑戰。
·傳統廢舊極片回收未區分未注液極片和注液極片的區別,多籠統進入再生回收提鋰,大部分企業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。
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·未注液的報廢極片短流程直接修復存術壁壘高,剝離料得率低、Al雜質含量高、產品性能差,且處理成本高,環境負荷大。

·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、雜質難控、回收產品品質低等問題。
LFP電池極片回收行業需要不斷進行技術創新,開發更高效、低成本、環保的磷酸鐵鋰再生修復技術,并結合政府支持、市場認可度及高值化應用拓展,實現磷酸鐵鋰極片回收的可持續發展。
市場概況

△ 退役動力電池全生命周期循環再造圖示 圖片來源:網絡
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成本、安全性等優勢,在儲能及中低端新能源汽車領域需求強勁,市場份額繼續擴大,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易壁壘拖累,份額進一步收縮,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 聯合伊維經濟研究院統計數據,大公國際整理)
在鋰電池正極材料產業鏈下游應用中,動力電池占據主導地位。2024年,我國新能源汽車產銷量分別達1288.8萬輛和1286.6萬輛,同比分別增長34.4%和35.5%,動力電池累計裝機量 548.4GWh,累計同比增長 41.5%;其中,磷酸鐵鋰電池裝機量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量(來源:CABRCA統計數據,大公國際整理)
根據中國電子節能技術協會電池回收利用委員會產業研究部測算,預計 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,伴隨規?;@現,屆時行業產值有望突破2800 億元,我國動力電池回收及綜合利用行業隨動力電池大規模退役或將進入高速發展階段。

△ 2020年以來我國動力電池裝車量情況 (來源:Wind統計數據,大公國際整理)
在動力電池大規模退役浪潮的趨勢下,報廢極片回收市場容量還將持續上升。不論從環境保護還是經濟效益的角度考量,對廢舊鋰離子電池進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。
武漢先進院技術介紹
武漢先進院依托強大的研發團隊及豐富的研發經驗布局鋰電池回收——磷酸鐵鋰廢舊極片的回收與修復。該技術針對不同正極廢料(注液/未注液)回收來源,創新性開發了短流程、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,再進行直接修復或再生修復為高性能磷酸鐵鋰(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:網絡

△ LFP廢舊正極片回收工藝流程
01 報廢極片回收梯次利用
項目介紹:
以未注液極片為原料,通過自研開發的黑料自動分選機,實現了磷酸鐵鋰活性物質與鋁箔的高效剝離,經短流程修復,再生料與新料性能相當,具有極高的梯次利用價值。
技術優勢:
·工藝成本低:工藝簡單、綠色環保、成本低
·雜質含量低:自研自動化分選設備,LFP黑料回收率高(≥95%),鋁雜質含量低(≤100 ppm)
·產品性能好:再生料加工性能、電化學性能堪比新料
02 廢舊電池極片料修復
項目介紹:
以注液極片為原料,與未注液極片修復不同的是,需要在剝離工藝流程后再進行磷酸鐵鋰正極料的原位修復再生,修復產品性能可達新料標準,極具經濟、環保、社會效益。
技術優勢:
·工藝流程短、能耗低、經濟環保
·修復料品質好,關鍵雜質含量低
·修復產品電化學性能與新料相當,可以滿足大規模儲能的應用要求
武漢先進院電池材料中心
武漢先進技術研究院依托中國科學院深圳先進技術研究院磷基負極材料的研究基礎,自2021年成立電池材料研發中心,已承接湖北省企業委托研發項目經費近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極材料的關鍵技術研發和中試放大驗證等項目。中心面向新能源汽車關鍵材料需求提供技術研發服務,聚焦電池正極、負極和電解液三大主材,開展高性能電池材料研發與技術攻關,打造了動力電池全生命周期管理技術體系。團隊綜合湖北磷化工產業優勢,針對鈉電材料、固態電池、下一代高品質粘結劑、分散劑、電池全元素回收和錳基正極材料技術等進行前瞻布局,推動湖北磷化工產業步入3.0時代。

