新能源汽車動力蓄電池正在進(jìn)入規(guī)模化退役期，按照《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》對動力蓄電池的含義，動力蓄電池包括鋰離子動力蓄電池、金屬氫化物/鎳動力蓄電池等。鋰離子動力蓄電池通常簡稱為鋰離子電池，鋰離子電池是新能源汽車動力鋰電池的重要品類，市場占有量也是最大的。新能源汽車市場上，鋰離子電池常見的是磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池。再生龍今天為您盤點一下，這兩類電池的重要特點、各自的優(yōu)劣勢以及回收拆解的市場空間。

磷酸鐵鋰離子電池：循環(huán)壽命長安全性好

用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。其特色是不含鈷等貴重元素，原料價格低，磷、鐵的資源含量豐富。其工作電壓適中（3.2V）、單位重量下電容量大（170mAh/g）、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長，在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。

①磷酸鐵鋰離子電池的特點在于安全性高，高倍率充放電特性和較長的循環(huán)壽命。文獻(xiàn)顯示，在充電條件為1C倍率充電至3.65V，然后轉(zhuǎn)恒壓至電流下降到0.02C，之后以1C倍率放電至截止電壓2.0V，循環(huán)1600次之后電池容量仍有初始容量的80%。

②磷酸鐵鋰離子電池?fù)碛辛己玫目斐涮匦裕?C倍率充電條件下，15分鐘可以充電55%，30分鐘充個電容量超過95%。

③除了壽命長，充放電性能優(yōu)秀之外，磷酸鐵鋰離子電池最大的優(yōu)點是其安全性好，磷酸鐵鋰的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，高溫穩(wěn)定性好，700-800℃才會開始發(fā)生分解，且在面對撞擊、針刺、短路等情況時不會釋出氧分子，不會出現(xiàn)劇烈的燃燒，安全性能高。

④磷酸鐵鋰離子電池的缺點在于其性能受溫度影響大，尤其是低溫環(huán)境下，放電能力和容量均會大幅度降低。此外，磷酸鐵鋰的能量密度較低，僅算電池的重量能量密度只有120Wh/kg。

三元鋰離子電池：耐低溫能量密度大

三元鋰離子電池即三元聚合物鋰離子電池，正極材料使用鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的鋰離子電池，即含有鎳、鈷、錳三種元素的過渡金屬嵌鋰氧化物符合材料正極的鋰離子電池。這種材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三種材料的優(yōu)點，形成了三種材料三相的共熔體系，由于三元協(xié)同效應(yīng)其綜合性能優(yōu)于任一單組合化合物，重量能量密度能夠達(dá)到200Wh/kg。

①與磷酸鐵鋰不同，三元鋰離子電池電壓平臺很高，這也就意味著在相同的體積或是重量下，三元鋰離子電池的比能量、比功率更大。除此之外，在大倍率充電和耐低溫性能等方面，三元鋰離子電池有很大的優(yōu)勢。北方冬季的溫度區(qū)間更適合低溫性能更佳的三元鋰離子電池，而重視耐高溫性能的磷酸鐵鋰離子電池在北方的冬季會顯得有些乏力。

②三元鋰離子電池的安全性相對略差。三元鋰離子電池?zé)岱€(wěn)定性較差，250-300℃就會發(fā)生分解，遇到電池中可燃的電解液、碳材料后一點就著，出現(xiàn)的熱量進(jìn)一步加劇正極分解，在極短的時間內(nèi)就會爆燃。車禍中，外力撞擊會損壞電池隔膜，進(jìn)而導(dǎo)致短路，而短路時發(fā)出的熱量會造成電池?zé)崾Э兀⒀杆賹囟壬?00℃以上，存在自燃風(fēng)險。因此，關(guān)于三元鋰離子電池而言，其電池管理系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)就至關(guān)重要。

為了提高產(chǎn)品的安全性，使用具有較強(qiáng)耐熱性的材料，采用泄壓閥控制電池內(nèi)的壓力、主動控制電池的電流，并且實時監(jiān)測電池充電狀態(tài)，能夠強(qiáng)制切斷電流回路提高安全性。這些都是可行的提高三元鋰離子電池安全性的措施。

綜合比較：磷酸鐵鋰離子電池更勝一籌

據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2017年，國內(nèi)動力鋰電池裝機(jī)量約為36.39GWh，同比上升超過20%。鋰離子電池技術(shù)路線已在去年發(fā)生巨大變化，三元動力鋰電池在市場份額中的占比超過44%，較2016年上升了一倍。

寧德時代、比亞迪、國軒高科等磷酸鐵鋰離子電池公司均已開始擴(kuò)大三元電池產(chǎn)量。去年八月，國軒高科通告稱，其子公司將與我國冶金科工集團(tuán)有限公司、比亞迪、唐山曹妃甸發(fā)展投資集團(tuán)有限公司聯(lián)手布局三元正極材料，新成立的合資公司注冊金額為9.37億元。此外，比亞迪今年預(yù)計將在青海擴(kuò)充10GWh的三元電池產(chǎn)量。

隨著電池包結(jié)構(gòu)開發(fā)技術(shù)的提升，目前磷酸鐵鋰成組能量密度已經(jīng)達(dá)到三元NCM523的水平，并且仍在不斷提升。目前，國軒高科已完成磷酸鐵鋰單體能量密度180Wh/kg產(chǎn)線升級改造，在乘用車上系統(tǒng)能量密度接近130Wh/kg，可以滿足400公里左右的續(xù)航里程。國軒高科計劃2019年將磷酸鐵鋰單體電芯能量密度提升至接近200Wh/kg。

相比三元鋰離子電池，原材料價格低、安全性高、使用壽命長的磷酸鐵鋰離子電池明顯更具優(yōu)勢，許多電池廠商也對磷酸鐵鋰更大的規(guī)模市場充滿信心。合縱科技在業(yè)績說明會中表示：公司磷酸鐵鋰要繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)量。比亞迪鋰電事業(yè)部也曾公開表達(dá)了相信磷酸鐵鋰離子電池在某一個局部強(qiáng)勢回歸的觀點。分析指出，真正市場化以后，磷酸鐵鋰低成本、長壽命、高安全性的優(yōu)勢在乘用車、商用車和專用車領(lǐng)域的優(yōu)勢就會逐漸顯現(xiàn)。

有報道指出，目前回收拆解市場相對分散，且在當(dāng)前退役的電池中，三元鋰離子電池占比相對較低，但由于鎳、鈷等貴金屬仍是上游產(chǎn)業(yè)的稀缺資源，因此三元鋰離子電池的拆解具有很大潛力。分析指出，三元鋰離子電池的回收拆解收益因近年貴金屬價格高漲而受益。考慮到三元電池回收公司在拆解貴金屬后以硫酸鹽的形態(tài)再銷售給下游公司，銷售價格應(yīng)該低于純金屬形態(tài)的市場價格，假設(shè)按市價70%的比率折價銷售，則三元電池的拆解收益為34000元/噸，2023年三元電池拆解市場的預(yù)期規(guī)模可達(dá)54.1億元，未來5年年均復(fù)合上升率可達(dá)61.9%。

目前回收工藝重要分為干法、濕法和生物回收等三種。其中，濕法為目前的重要工藝。濕法回收磷酸鐵鋰離子電池的成本為8500元/噸左右，貴金屬再生材料收益為8100元左右，因此拆解虧損約400元/噸。假設(shè)使用PACK+BMS技術(shù)進(jìn)行梯次利用，PACK成本大約在0.3元/Wh，BMS成本在0.1元/Wh，廢舊磷酸鐵鋰離子電池回收成本在0.05元/Wh，磷酸鐵鋰離子電池梯次利用成本合計約為0.45元/Wh，梯次利用的收益為0.6元/Wh。假設(shè)磷酸鐵鋰離子電池的能量密度為110Wh/kg，回收廢舊電池的能量衰減至70%，那么到2023年，梯次利用的收益空間有望超過50億元。而此次華為中央研究院瓦特實驗室在石墨烯基高溫鋰離子電池技術(shù)上實現(xiàn)了突破。據(jù)華為瓦特實驗室首席科學(xué)家李陽興博士透露，突破重要來自三個方面：在電解液中加入特殊添加劑，除去痕量水，防止電解液的高溫分解；電池正極選用改性的大單晶三元材料，提高材料的熱穩(wěn)定性；同時，采用新型材料石墨烯，可實現(xiàn)鋰離子電池與環(huán)境間的高效散熱。

高溫環(huán)境下的充放電測試表明，同等工作參數(shù)下，該石墨烯基高溫鋰離子電池的溫升比普通鋰離子電池降低5℃；60C高溫循環(huán)2000次，容量保持率仍超過70%；60℃高溫存儲200天，容量損失小于13%，李陽興博士表示。

這一研究成果將給通信基站的儲能業(yè)務(wù)帶來革新。在炎熱地區(qū)使用該高溫鋰離子電池的外掛基站工作壽命可達(dá)4年以上。石墨烯基鋰離子電池也將助力電動汽車在高溫環(huán)境下持久續(xù)航，以及無人機(jī)高溫發(fā)熱下的安全飛行。