1.2 退役动力电池市场发展
1.2.1 退役动力电池回收与利用
退役电池梯次利用指的是将容量不足80%的电池重新改造，以再次应用于储能领域的技术。具体来说，就是资源再生利用的手段之一，通过对目标电池进行破碎、拆解以及冶炼等改造来达到对镍、钴、锂等资源的再次利用。中国汽车技术研究中心经过考虑汽车报废年限、动力电池寿命等因素综合得出，在2018～2020年，全国累计退役车用电池数量达18万～30万吨，预计到2025年报废量或达100万吨左右［24］。针对退役电池庞大的回收规模，在2012年，国务院发布了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》，重点强调了制定电池回收利用管理办法的必要性，同时也敦促各个相关部门建立退役电池梯次利用和回收的方案。
据研究中心数据显示，截至2021年底，我国退役动力锂电池回收行业市场规模约为165亿元，2022年为280亿元，预计2023年我国动力电池回收量将超过320亿元。退役电池回收与利用是在梯次利用储能电池的最后阶段，部分电池容量低，已不具备使用价值，要对其进行单体拆解，回收其中的锂、锰、钴等稀有原材料。由于电池正极材料成本占总体成本的1/3以上，而负极大多采用石墨等碳材料，因此目前退役电池回收主要是对电池正极材料的回收。不当的回收操作极易造成电池内部短路、起火、电解质泄漏等问题。锂电池的正极材料主要包括三元锂、钴酸锂、磷酸铁锂等，回收方法有化学法和生物法。化学法利用化学反应对电池进行处理，包括火法回收和湿法回收。火法回收通过高温燃烧电极中的有机物，然后对未燃烧部分经过筛选，得到高含量的金属粉末，目前主流的方法有以下几种：一种是在1000℃下对废旧锂电池进行焚烧，可有效去除有机黏合剂与电解液，获得锂、钴原材料。火法回收工艺简单，但对设备要求较高，同时材料回收率较低。湿法回收技术利用化学溶剂为转移媒介，浸泡分离电极片中的金属元素，再利用沉淀、吸附等化学反应，富集提取溶液中的金属离子；还有用N-甲基吡咯烷酮（NMP）分离电极片中的活性物质，用高温煅烧法去除碳粉，通过微波溶解技术回收金属锂、锰、钴离子，溶解率达到100%；还可以利用新型柑橘类水果回收废旧锂电池的绿色方法，实现锂、钴和锰的回收；另外，还可以采用Fenton试剂辅助浮选法回收钴酸锂电池，钴的回收率达98.99%。湿法回收成本低，设备要求不高，研究较为普遍，是目前国内退役电池回收的主流方法。生物回收技术是利用微生物将锂电池中的有用成分选择性地溶解出来，获得含有金属化合物的溶液，最终实现钴、镍等稀有金属的回收。运用酸浸-生物浸出工艺回收废旧锂电池中的铜、钴、镍，经生物浸出后，钴和镍的浸出率分别达到99.93%和99.46%；采用硫-氧化杆菌和铁-氧化细菌混合体系从LiFePO4、LiMn2O4和LiNix Coy Mn1-x-yO2废旧动力电池中提取锂、锰、钴和镍，通过pH优化，4种有价金属的浸出率均达到95%以上［25］。生物回收技术尽管存在技术难题，但其成本低，且微生物可重复利用，具有良好的发展前景。
退役动力电池回收体系是一个专门处理退役锂离子电池等化学电池的系统，旨在回收和再利用电动汽车、混合动力汽车和其他设备中使用的动力电池。该体系涉及从收集退役电池到处理、分拣、修复或再制造的整个过程。退役动力电池回收体系通常包括收集、运输和储存、处理和分拣、修复和再制造、回收和回馈5个环节。首先是收集各种来源的废旧动力电池，包括电动汽车、混合动力汽车以及工业和商业用电池等。这些退役电池可以通过回收中心、电动汽车厂商或其他特定渠道进行收集。接下来将收集到的退役电池进行运输和储存，确保其安全处理。退役电池需要在运输过程中得到适当的保护，以防止电池失效或发生泄漏。然后对退役电池进行处理和分拣，根据不同的类型和状态将其分类。可能会采用一系列物理和化学方法来处理电池，以减少对环境的影响，并确保安全。再次对一些仍具备较高价值和可再利用性的退役电池，进行修复和再制造。这些电池可以得到清洁、修复或重新组装，以延长其使用寿命并再次应用于其他用途。最后对不能修复或再制造的退役电池，进行回收处理。通过回收退役电池的金属和化学物质，可以减少资源浪费，并降低对环境的负面影响。同时，回收后的材料可以被用于生产新的动力电池或其他产品。
退役动力电池回收体系的建立可以促进可持续发展，减少对有限资源的依赖，并降低电动交通对环境的负面影响。它还有助于推动循环经济的发展，提高能源利用效率和环境保护水平。退役动力电池回收体系的建设对于新能源发展至关重要。它促进了资源回收与循环利用，降低了成本，支持技术创新，增加新能源供应量，推动产业链发展，并支持相关政策和法规的实施。通过这种紧密的关系，退役动力电池回收体系为新能源产业的可持续发展提供了重要支持［26，27］。