废旧动力电池回收现状研究：一个文献综述

陈宇科 童欣

摘要：随着新能源汽车的快速发展，大量退役动力电池亟须有效回收。文章基于国内外学者对于废旧动力电池回收的相关研究，阐述动力电池回收的环境效益和经济效益，从闭环供应链的角度，针对政府补贴对象、回收主导模式、回收渠道、企业社会责任、契约模式等方面文献进行分析。通过梳理可得，目前针对动力电池回收的闭环供应链的研究非常成熟，尤其是回收渠道方面，但针对动力电池回收闭环供应链中绿色技术创新的研究还较少。

关键词：动力电池回收；闭环供应链；研究综述

中图分类号：F27文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.16723198.2024.07.034

0引言

改革开放40多年以来，随着经济持续高速增长，国内汽车的保有量不断增加，截至2021年，汽车保有量达到3.02亿辆，其中燃油车占比97.2%，成为碳排放的主要来源之一。2020年习近平总书记提出了“碳达峰碳中和”目标，2021年10月，《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的实施意见》和《2030年前碳达峰行动方案》构建了中国碳达峰、碳中和“1+N”政策体系的顶层设计。上述文件明确提出，加快形成绿色低碳运输方式，大力推广新能源汽车，逐步降低传统燃油汽车在新车产销和汽车保有量中的占比，推动城市公共服务车辆电动化替代。2020年11月，国务院办公厅印发了《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，规划中明确提出了到2025年新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右的目标。因此，以锂电池为动力的新能源汽车得到了广泛的应用。

据公安部统计，截至2020年底，全国新能源汽车保有量达492万辆，占汽车总量的1.75%，锂电池的使用寿命一般在5～6年，2020年国内动力电池累计退役总量约20万吨，到2025年，这一数字将升至约78万吨，目前已经迎来一波动力电池的报废浪潮。虽然每年退役大量的动力电池，但是高工锂电的统计报告显示，2018年国内动力电池回收量仅占报废动力电池总量的7.4%。2021年，市场上动力电池主要原材料电池级碳酸锂的价格从年初的5.5万元/吨涨至12月的25.7万元/吨，动力电池回收行业热度不断攀升。2015年，动力电池制造龙头企业宁德时代通过收购广东邦普循环科技公司，回收从废旧动力电池中提取出来的金属材料。

2019年，工信部制定了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》，试图规范和发展废旧电池回收产业。然而，国内相关企业对于废旧动力电池回收技术仍处于“初级”阶段，整个动力电池还没有建立起完善的回收体系，无法满足已经到来的动力电池退役浪潮。因此，动力电池制造商或第三方回收商进行技术创新，加快废旧动力电池的回收与再利用，对于推动新能源汽车产业的绿色发展具有十分重要的战略意义。

1动力电池的回收价值

虽然新能源汽车电池制造技术快速地发展，但锂电池回收仍然面临巨大的挑战，燃油汽车电池的99%回收率是一个遥远的目标。废旧动力电池的回收，是推动全球可持续循环经济所必须经受的挑战。从环境、经济效益的角度，废旧动力电池的回收也具有极大的现实意义。

动力电池在使用中虽然不会产生有毒有害物质，但如果不能得到有效的处理，动力电池中的六氟磷酸锂和重金属等物质会对环境造成巨大的污染。Sambamurthy等开始考虑提高其中关键原材料的回收率，并减少未经处理的动力电池对环境产生的生态足迹。HAO等根据2025年中国新能源汽车回收量的预测数据，基于生命周期评价框架，对比新能源汽车在回收和不回收的情况下的能源消耗和温室气体的排放量，分析得出应优先考虑动力电池的回收，实现新能源汽车的清洁生产。

动力电池在退役后去向主要为：梯次利用和回收拆解再利用。其中，梯次利用是指将回收的动力电池经过评估，筛选出性能较为优良的动力电池用于储能等领域。侯强等引入梯次利用商，研究发现将公平关切维持在合理区间范围内，满足制造商最大效用的同时可以提高回收商和梯次利用商的利润；Gu等基于纳什均衡，构造一个三周期的动力电池闭环供应链，分别研究动力电池梯次利用率与供应链整体利潤、单个群体利润的关系。回收拆解再利用是指将废旧电池回收拆解后，冶炼提取其中的碳酸锂、镍、钴等原材料，并利用这些原材料再生产新的动力电池。Qiao等评估动力电池回收对中国锂需求的潜在影响，发现相较于开环回收动力电池，在闭环回收情景下，回收锂的使用可以节省大量锂原料；Sun等在研究中强调动力电池回收可以显著降低锂等原材料的开采。

2动力电池的回收相关政策

在废物回收方面，回收模式的选择一直是学者关注的热点，而EPR制度作为一种环境政策，更是面向产品全生命周期的环境保护理念，许多学者将其与回收问题结合研究。具有代表性的是Savaskan等提出的3种回收模式。童昕等提出在中国实行EPR制度需要兼顾产品绿色技术创新与实际中的成本—效益。Pazoki等研究得出EPR规则的设计必须与供应链内的责任分配同时进行。

EPR制度在回收问题上，存在生产者延伸责任难以量化的问题，因此考虑引入企业社会责任（CSR，Corporate social responsibility），有实证表明引入企业社会责任可以提高供应链企业的收益。目前在供应链中考虑CSR的研究大致分为两类：一类是从CSR投入角度分析。郑本荣等在闭环供应链中考虑CSR投入，通过对比分析发现，制造商和零售商同时投入CSR对闭环供应链决策成员和整个系统最有利。刘珊等则分别从企业和消费者的视角研究CSR投入对闭环供应链成员定价策略及系统总收益的影响。另一类从企业CSR意识的角度分析。例如，Panda等研究表明制造商的CSR意识有利于增加企业的渠道利润，提高废旧产品的回收率。姚锋敏等从CSR意识的角度进行分析，指出由零售商负责废旧产品回收的逆向渠道是最佳的。

3动力电池回收的闭环供应链

3.1动力电池回收模式

传统供应链中物质流为：资源—产品—废弃物的单向模式，并未考虑废弃物的回收问题，导致资源浪费及环境受损。鉴于此，越来越多的学者将闭环供应链应用于回收模式的研究上。Wang等考虑具有回收市场竞争和产品市场（新产品与再制造产品）竞争的闭环供应链；蒋琼等则从消费者角度，考虑传统回收商和智能回收商的差异，构建博弈模型进行研究。近几年动力电池退役的数量剧增，动力电池回收问题逐渐受到学者的关注。卢超等充分考虑需求和质量双重风险，构建两阶段逆向供应链分散式和集中式定价模型，探讨动力电池回收定价策略和协调机制。

3.2政府补贴对闭环供应链的影响研究

发展循环经济，实现绿色循环，政府在以动力电池回收问题为特征的闭环供应链中发挥重要的作用。动力电池回收问题受到越来越多的关注，如文献从完善动力电池回收利用体系、制定相关的法规政策方面提出建议。关于对政府在提高动力电池回收率上所采取策略的研究，Mitra和Webster发现在新产品与再制造产品竞争的情况下，政府补贴共享更有利于提高动力电池回收率；王文宾等讨论基于政府制定的基准节能程度，如何实现企业利润和社会责任的平衡。关于政府补贴对象的研究，张川等引入闭环供应链协调机制，探讨在政府无补贴、补贴动力电池零售商、补贴动力电池制造商、补贴第三方4种情形下，整个供应链决策及协调问题；龚本刚等构建了有无政府基金影响的6种动力电池回收闭环供应链模型，从不同成员偏好角度讨论最佳回收渠道。

4结语

通过对废旧动力电池回收相关文献的梳理和分析可知，目前对于动力电池回收闭环供应链的研究已经逐渐趋于成熟，尤其是针对动力电池回收主导模式、回收渠道、政府补贴对象、企业社会责任、契约方式的研究。但目前大多文献都着重于闭环供应链问题的研究，并没有考虑如何通过构建良性的动力电池回收网络，推动废旧动力电池回收相关技术的发展，从本质上解决动力电池回收率和再生利用率不高的问题。

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