千亿市场何以勇立潮头：锂电回收行业工艺优化思路探索

行业研究 证券研究报告 基础化工2023年05月29日 锂电回收行业深度研究报告 千亿市场何以勇立潮头：锂电回收行业工艺优化思路探索 推荐（维持） 华创证券研究所 2022-05-27~2023-05-26 15% 5% -6% -16%22/0522/0822/1022/1223/0323/05 基础化工 沪深300 相关研究报告 《制冷剂行业深度研究报告：三代配额期将至，供给侧收缩推动长周期上行》 2023-05-21 《化工新材料行业周报（20230515-20230521）：专题推荐阿洛酮糖：代糖新星获批在即，需求释放有望加速》 2023-05-21 《能源周报（20230515-20230521）：美国天然气库存增幅低于预期，本周美国气价上涨》 2023-05-21 证券分析师：杨晖邮箱：yanghui@hcyjs.com执业编号：S0360522050001联系人：�家怡邮箱：wangjiayi@hcyjs.com 行业基本数据 股票家数(只) 459 占比%0.06 总市值(亿元) 45,578.56 4.83 流通市值(亿元) 36,330.99 5.07 相对指数表现 % 1M 6M 12M 绝对表现 -7.6% -11.4% -13.0% 相对表现 -3.3% -15.1% -11.6% 锂电回收行业预计迎来蓬勃发展。中国是全球最大的锂电池生产与消费国，装机量伴随新能源汽车销量快速增长。参考GGII，2022年中国新能源汽车销量688.7万辆，同比+95.6%；动力电池装机量294.6GWh，同比+90.7%。如按照2022-2025年CAGR29%，2025-2030年CAGR22%测算，则中国动力 电池装机量2025、2030年可达632、1707GWh；预计2025年中国报废动力锂电池总重量为76.9万吨，2030年为419.8万吨。由于锂离子动力电池实际有效寿命约5-7年，预计2026年将迎来动力电池的首批大规模报废，带动锂电回收行业需求增长。锂电回收行业主要回收对象为退役电池包和电池包/正极生产过程边角料中的金属材料，包括镍、钴、锰、锂等。根据我们的测算，2025年中国废旧锂离子动力电池可回收金属总市场空间为364亿元，2030年为1309亿元。 政策端逐步完善，行业参与者规范化。2009年首次提出动力电池回收政策后，中国锂电回收行业也经历过黑作坊丛生的“乱相”，小企业凭借低廉的运营成本竞争收购原料，挤压正规企业空间。18年后，工信部明确生产者责任延伸，规范原材料回收渠道。发展至今，行业已逐渐走过小作坊竞争的无序 期，进入规范化阶段。2013-2022年，中国动力电池回收企业注册量由214家增长至4.2万家，工信部公布的废旧电池综合利用“白名单”企业总数也达 到88家，行业参与者包括上游原材料生产企业、中游电池制造企业、下游整车厂、以及独立的第三方回收公司。 在生产者责任延伸与新势力高标准质保条件的约束下，行业未来资源端核心主要掌握在整车厂手中。由于报废回收环节主要涉及拆解和冶金，整车厂缺乏技术优势，运营的设备投资、人力成本和技术成本反而使电池回收成为企 业负担；与第三方回收企业、材料企业、冶金企业等合作逐渐成为一种新的思路。除废旧电池之外，电池厂边角料也是稳定且高品质的原料来源。对第三方回收企业、回收设备/材料供应商而言，在原料端规范化、集中度收缩的未来，能否与整车厂、电池厂建立紧密合作关系，成为其回收循环产业链的一个环节，是企业长期成长性的核心点。对此我们建议关注与整车厂、电池厂合作进行回收项目开发、或作为回收设备/耗材供应商的标的。 智能化拆解与湿法收率提升是重要的工艺优化思路。对比主流回收工艺，湿法是目前应用最广泛、回收效果最优的方案。行业工艺优化的思路核心在于前端预处理的智能化和后端的湿法冶金收率提升。预处理端来看，拆解工段当前仍有较高人工成本，机器替代人工实现智能化、柔性化拆解是行业的重 点突破方向。湿法冶金端来看，目前行业对镍、钴、锰金属的平均回收率已达98%以上，但锂的回收率仅85-90%，仍有较大提升空间。新型锂萃取剂的开发以及吸附剂、膜等分离纯化材料的使用是提高锂回收率的重要思路。对 此，我们建议从设备和试剂两个角度，寻找可能为行业带来变革的标的： 在设备角度，由于行业主流回收企业缺少设备开发的技术储备和经验，以外采为主，建议关注布局智能化拆解的专业电池回收公司、以及参与到锂电回收行业的机械设备公司： 浙矿股份：国内领先的矿山机械服务商，在铅酸电池回收领域中具有前道破碎、筛分技术经验；新能源电池回收破碎分选设备项目目前已完成初步设计和技术验证。 在试剂角度，专业的分离材料供应商可根据客户需求进行产品定制，或承担部分产线建设，建议关注具有萃取、吸附+膜等工艺且有潜力应用于锂电回收行业的标的： 新化股份：萃取法提锂项目突破者，与藏格、蓝科在盐湖提锂沉锂母液回收领域展开合作，积极拓展锂萃取剂在锂电回收、盐湖提锂主工艺领域的使用，具有收率高、投资小、生产成本低、安全环保等特点。 康普化学：老牌铜萃取剂供应商，产品兼具稳定和绿色属性，布局3500吨新 能源电池金属萃取剂产线，涵盖钴、镍、锂、钒、锰等，预计2025-2027年逐渐投产。 蓝晓科技：国内盐湖提锂领域经验最丰富、技术最成熟的吸附剂供应商之一，延锂产业链拓展业务，与多家企业开展中试实验，将吸附分离技术应用于废旧电池回收领域中锂、钴、镍等金属的回收。 风险提示：新能源汽车推广低于预期、锂价大幅下跌、锂电回收行业政策大幅改变、行业出现变革性技术取代现有工艺。 投资主题 报告亮点 区别于当前主流锂电回收行业报告中对行业直接参与者——回收企业的分析，本文旨在明确行业未来发展趋势，并挖掘带来产业变革的方向与标的。通过对比多个国家政策与执行情况、梳理我国行业现状、深度拆分锂电回收工艺，解读行业当前的局限性与突破点，从智能化拆解与湿法收率提升两个角度寻找有潜力带来行业变革的标的。 投资逻辑 新能源车销量的高增速推动电池回收行业蓬勃发展。伴随新能源汽车销量和动力电池装机量的高增长，叠加锂离子动力电池实际有效寿命约5-7年，预计中国动力电池装机量2025、2030年可达632、1707GWh，对应总重量为76.9万吨、419.8万吨，带动锂电回收行业需求增长。根据我们的测算， 2025年中国废旧锂离子动力电池可回收金属总市场空间为364亿元，2030 年为1309亿元。 行业规范化促进回收体系完善。此前行业中无资质的小企业、“黑作坊”凭借低廉的运营成本竞争收购原料，挤压正规企业空间。18年后，工信部明确生产者责任延伸，规范原材料回收渠道，行业开始逐渐走过无序期，进入 规范化阶段。目前行业参与者主要包括上游原材料生产企业、中游电池制造企业、下游整车厂、以及独立的第三方回收公司。 整车厂掌握行业未来资源端核心。在生产者责任延伸与新势力高标准质保条件的约束下，行业未来主要废旧电池资源主要掌握在整车厂手中，由于整车厂缺乏相关技术经验，通常选择与第三方回收企业、材料企业、冶金企业等 合作。对第三方回收企业、回收设备/材料供应商而言，在原料端规范化、集中度收缩的未来，能否与整车厂、电池厂建立紧密合作关系，成为其回收循环产业链的一个环节，是企业长期成长性的核心点。对此我们建议关注与整车厂、电池厂合作进行回收项目开发、或作为回收设备/耗材供应商的标的。 降本增效，智能化拆解与湿法收率提升是重要的工艺优化思路。通过工艺拆分与成本对比，行业未来工艺优化的核心在于前端预处理的智能化和后端的湿法冶金收率提升。预处理端来看，机器替代人工实现智能化、柔性化拆 解是行业的重点突破方向。湿法冶金端来看，锂的回收率仍有较大提升空间，新型锂萃取剂的开发以及吸附剂、膜等分离纯化材料的使用是提高锂回收率的重要思路。对此，我们建议从设备和试剂两个角度，寻找可能为行业带来变革的标的： 在设备角度，由于行业主流回收企业缺少设备开发的技术储备和经验，以外采为主，建议关注布局智能化拆解的专业电池回收公司、以及参与到锂电回收行业的机械设备公司，如浙矿股份、格林美、景津装备等。 在试剂角度，专业的分离材料供应商可根据客户需求定制产品，或承担部分产线建设，建议关注具有萃取、吸附+膜等工艺且有潜力应用于锂电回收行业的标的，如新化股份、康普化学、蓝晓科技、久吾高科等。 目录 一、行业整体情况6 （一）锂离子电池构成分析6 （二）废旧电池大规模退役催生电池回收行业蓬勃发展7 二、预计废旧电池可回收金属市场空间2025年为364亿元，2030年为1309亿元11 三、回收工艺剖析与成本测算15 （一）预处理与二次处理：放电、拆解与材料分离16 （二）深度处理：目标金属的浸出与分离提取19 （三）电池回收成本&产物价值量分析22 四、行业现状分析与未来发展思考：回收体系规范化，管理制度完善与经济效益并 行24 �、探寻行业关键点与产业优化思路29 （一）废电池来源渠道规范化，整车厂掌握关键话语权29 （二）智能化拆解与湿法冶金收率提升是两大工艺优化思路30 1、预处理端：智能化拆解降本是行业待攻克的大课题30 2、湿法冶金端：收率提升+流程简化成为关注重点34 六、投资建议39 七、风险提示40 图表目录 图表1锂离子电池单体主要结构及组成6 图表2废旧锂离子电池包及单体6 图表3锂离子电池电芯内部结构图6 图表42022年国内锂离子电池出货量655GWh7 图表5动力电池+储能电池占2022年国内锂离子电池出货量的93%7 图表62016-2030年中国/全球新能源汽车销量（预测）8 图表72016-2030年中国/全球动力电池装机量（预测）8 图表8动力电池主要回收模式包括梯次利用和拆解回收9 图表9动力电池拆解回收、再利用流程9 图表10中国动力电池装机量与报废量预测（2022-2030E）10 图表11废旧锂离子电池中常用组成材料的主要化学特性和潜在环境污染10 图表12汽车动力锂电池包构成11 图表13每吨锂离子电池包/电池模组拆解材料组成11 图表14磷酸铁锂电池（单体）主要成分12 图表15三元电池（单体）主要成分12 图表16回收金属/化合物分子量12 图表17正极活性材料金属成分质量占比13 图表18原料来源1：报废动力电池包回收金属量测算（2022-2030E）13 图表19原料来源2：正极材料边角料回收金属量测算（2022-2030E）14 图表20原料来源3：动力电池包边角料回收金属量测算（2022-2030E）14 图表21废旧电池包+电池包/正极生产边角料对应可回收金属量&市场空间15 图表22废旧电池现有回收工艺16 图表23废旧电池回收预处理与二次处理过程17 图表24Li-Cycle电池包——黑粉机械破碎拆解流程示意图18 图表25Li-Cycle废电池包自动化分选装置18 图表26Li-Cycle废电池包自动化破碎工厂18 图表27锂离子电池正极材料结构19 图表28活性材料与集流体分离主要工艺对比19 图表29国内电池回收厂主流湿法回收工艺（三元锂离子电池）21 图表30Li-Cycle黑粉——产物流程示意图22 图表31磷酸铁锂与三元电池回收成本拆分22 图表32磷酸铁锂&三元电池包主要回收产物及价值量23 图表33废旧三元电池包主流折扣系数计价规则24 图表34中国动力电池回收部分相关政策25 图表352022年中国动力电池回收企业注册量为4.2万家27 图表36国内废旧电池综合利用“白名单”企业数量超过80家27 图表37主流锂电回收企业锂电回收业务毛利率情况（%）28 图表38电池级硫酸镍价格28 图表39电池级硫酸锰前驱体价格28 图表4020.5%硫酸钴价格28 图表4199.5%电池级碳酸锂价格28 图表42特斯拉和比亚迪的电池组质保政策29 图表43生产者责任延伸体系是吉利汽车实现单车全生命周期碳减排的重要环节30 图表44浙矿股份废铅酸蓄电池破碎分选设