當下，全球電池產(chǎn)能正在持續(xù)上升。2025 年，電動汽車的新車銷量已占全球汽車 25% 以上，前者依賴鋰離子電池或其他新型電池。據(jù)國際清潔運輸委員會預計，2030 年，全球電動汽車廢舊電池預計達到 120 萬塊，2040 年這一數(shù)字可能增長到 1,400 萬塊。

面對即將到來的海量電池退役高峰，應該如何更安全、更高效地處理這些廢舊電池，成為企業(yè)、高校和公共研究中心面臨的關鍵挑戰(zhàn)。他們的共同目標是：通過回收鋰、鈷、鎳等關鍵原材料，既能減輕對原生礦產(chǎn)的依賴，又能減少對環(huán)境造成的影響。

近日，歐洲專利局（EPO）和國際能源署（IEA）對電池循環(huán)利用領域進行了全面分析，聯(lián)合發(fā)布了一份名為《電池循環(huán)利用：面向未來關鍵材料來源的創(chuàng)新趨勢》（Battery circularity：Innovation trends for a future source of critical materials）的報告。

該報告基于過去二十年的全球專利數(shù)據(jù)統(tǒng)計，分析了 24 項技術領域的專利申請情況，涵蓋約 16,000 項發(fā)明以及近 4,000 個國際專利族（IPF）。重點梳理了新興趨勢、領先創(chuàng)新者以及電池循環(huán)利用在降低歐洲對進口原材料依賴方面的潛力。

一位業(yè)內(nèi)人士告訴 DeepTech：“從這份報告可以看到，企業(yè)很早前就意識到電池原料會竭盡，因此很早在電池循環(huán)利用方面就進行了布局。未來，掌握電池循環(huán)再生技術的企業(yè)將有可能建立較大的競爭壁壘，而直接再生技術壁壘高但效益也高。 ”

全球創(chuàng)新爆發(fā)：電池循環(huán)技術增速遠超生產(chǎn)制造

電池循環(huán)利用技術是實現(xiàn)電池再利用和回收的關鍵。整體來看，汽車公司通常專注于回收，而礦業(yè)公司則將重點放在化學轉化方面。根據(jù)報告數(shù)據(jù)，過去十年電池循環(huán)利用專利增長超 7 倍，與電池循環(huán)利用相關的專利申請在 2017 年開始激增；同年，全球電動汽車銷量首次突破百萬輛大關。

2017 至 2023 年，電池循環(huán)利用技術的年復合增長率高達 42%。與之對比的是，電池制造領域的整體增長率為 16%，全技術領域的增長率則約 2%。

也就是說，與電池生產(chǎn)技術迭代相比，電池循環(huán)利用的創(chuàng)新步伐更快。這在工業(yè)史上并不常見，通常一項技術成熟后，回收利用才會跟上；而目前的情況是，電池還在大規(guī)模生產(chǎn)階段，循環(huán)利用技術已追趕上甚至更快。

該業(yè)內(nèi)人士對 DeepTech 表示，越來越多國家意識到電池制造的原料會不斷耗盡，只有讓舊電池進入循環(huán)，才能持續(xù)不斷地造新電池。于是，他們紛紛搶先發(fā)表專利，防止后續(xù)階段遭受技術封鎖。現(xiàn)在，電池循環(huán)利用已正式演變?yōu)榇髧a(chǎn)業(yè)的“新戰(zhàn)場”。

從報告呈現(xiàn)的發(fā)展趨勢來看，創(chuàng)新浪潮與電池市場爆發(fā)同步。近年來，電池市場規(guī)模增長在 5 倍以上，從 2020 年的約 180 吉瓦時增長到 2024 年的 1,100 吉瓦時。報告預測，到 2030 年，電池市場規(guī)模將達到 3,500 吉瓦時。

圖丨電池循環(huán)性領域國際專利族的復合年增長率（來源：EPO）

國際能源署執(zhí)行主任 Fatih Birol 表示：“在電力時代，電池已成為能源安全和工業(yè)競爭力的基石，只有各國圍繞電池建立起強大的循環(huán)經(jīng)濟體系，才能充分發(fā)揮它的價值。加速回收和再利用方面的創(chuàng)新可以緩解關鍵礦產(chǎn)供應鏈的壓力，減少環(huán)境影響，并創(chuàng)造新的經(jīng)濟機遇?！?/p>

中國正在同時掌控礦產(chǎn)精煉與回收兩端

2023 年，亞洲占電池循環(huán)利用領域 IPF 總量的 63%。根據(jù)報告洞察，近年來的一個顯著的變化是：2019 年之前，電池循環(huán)利用領域的專利申請主體包括豐田、LG 和住友金屬礦山等日韓企業(yè)。

此后，這一格局發(fā)生了改變，值得關注的是，寧德時代子公司邦普循環(huán)（Brunp）位居榜首，在 2020 至 2023 年的國際專利申請量達到了第二名豐田的兩倍以上。

得益于寧德時代制造廢料的天然優(yōu)勢，邦普循環(huán)形成了從原料到技術再到產(chǎn)能的完整優(yōu)勢。正是邦普循環(huán)的增長，推動了中國在電池循環(huán)利用領域知識產(chǎn)權國際專利族占比顯著增長：從 2013 年的 5% 提升至 2023 年的 29%。從數(shù)據(jù)變化可以看出，世界電池循環(huán)創(chuàng)新的核心正在由日韓向中國轉移。

同期，日本和韓國企業(yè)在該領域的知識產(chǎn)權份額依然顯著，而歐洲的份額則從 22% 略下降至 21%，澳大利亞、加拿大和美國的貢獻仍然有限。更重要的是，它釋放了一種信號：全球約 80% 的電池產(chǎn)能在中國，這意味著即便歐洲和美國將建廠回收廢舊電池，未來可能也需要在很長的一段時間內(nèi)從中國進口廢料。

隨著電池循環(huán)利用國際市場規(guī)模越來越大，中國申請人也在更積極地尋求在海外專利保護，這進一步鞏固了中國在電池價值鏈各個環(huán)節(jié)的影響力。

（來源：EPO）

報告指出，全球礦產(chǎn)精煉環(huán)節(jié)高度集中在中國，后者主導能源領域 20 種關鍵精煉礦產(chǎn)中的 19 種供應。2020 年以來，中國打破了傳統(tǒng)礦業(yè)巨頭主導格局，在電池金屬精煉領域國際專利族占比開始顯現(xiàn)出與美國持平的態(tài)勢。

與此同時，中國在該領域的國家專利申請量也發(fā)生了顯著變化：從占全球專利申請總量的比例來看，從 21 世紀初的 10% 左右上升至 2019 至 2023 年的 70%。

濕法冶金是目前回收高純度鋰、鈷、鎳最主流、最高效的工藝，相關專利量在二十年間增長超過 15 倍。從報告中也可以看到，中國在該技術路線上形成了鮮明的優(yōu)勢。具體而言，2020 到 2023 年，全球濕法冶金相關的國際專利族有 661 個，其中大部分來自中國。

圖丨 2020 年和 2024 年各國精煉材料產(chǎn)量占比（來源：EPO）

華中科技大學姚永剛教授對 DeepTech 表示，從長期發(fā)展看，濕法冶金仍存在相關的結構性挑戰(zhàn)。這也促使業(yè)界逐步關注以直接材料再生或電極/電池級循環(huán)為代表的路徑，也就是說，在盡量減少結構破壞的前提下實現(xiàn)性能恢復和價值保留，通過這種方式降低能耗、縮短流程并提升整體資源利用效率。

談及近年來中國專利數(shù)量的變化，他指出，專利既是技術競爭的體現(xiàn)，也是產(chǎn)業(yè)成熟的信號，它的作用可能體現(xiàn)在推動標準化與規(guī)范化，而非形成完全封閉的技術體系。

姚永剛認為，從這個角度來看，中國企業(yè)可以利用專利優(yōu)勢，推動濕法工藝綠色化與直接再生技術產(chǎn)業(yè)化并行發(fā)展。與此同時，在智能化拆解、材料修復等前沿領域建立技術壁壘，進而為中國在全球電池循環(huán)經(jīng)濟中的扮演重要作用奠定基礎。

行業(yè)不缺技術、不缺產(chǎn)能，而是缺料

盡管亞洲在電池循環(huán)利用領域的增長速度更快，但報告指出，歐洲的創(chuàng)新也在不斷擴展。歐洲主要企業(yè)致力于將回收材料轉化為新型電池組件的技術研發(fā)，包括歐洲最大的電池回收商優(yōu)美科、巴斯夫以及法國原子能委員會等公共研究機構。

在電池循環(huán)利用領域創(chuàng)新成果方面，歐洲企業(yè)和研究機構約占總體的 20%，其在廢舊電池回收技術和化學轉化領域表現(xiàn)活躍。

他們重點關注的領域集中在遠程操作技術（占 IPF 的 34%）、電池隔離與固定化技術（30%）以及火法預處理后接濕法提取的技術（26%）。這些技術方向也從側面印證了歐洲在工業(yè)機器人、自動化拆解、危險品處理和精細化工方面的傳統(tǒng)優(yōu)勢。

圖丨本報告使用的電池循環(huán)性技術圖譜（來源：EPO）

對于歐洲而言，規(guī)?；蛣?chuàng)新仍然是降低回收成本、提高效率并克服當前挑戰(zhàn)的關鍵，例如廢物流分散、電池設計各異以及自動化程度有限。近期，歐洲推出了一系列政策，例如《凈零工業(yè)法案》《電池助力機制》以及《電池法規(guī)》，旨在促進產(chǎn)業(yè)投資以及規(guī)?；l(fā)展。

與此同時，報告也指出了歐洲以及全球面臨的真正挑戰(zhàn)：并非產(chǎn)能不足，而是可回收的廢舊電池太少。對于來自歐洲和美國等剛建廠不久或正處于融資階段的回收初創(chuàng)企業(yè)來說，未來 5 到 10 年內(nèi)如何獲得足夠的原料來維持運轉，仍然是一道現(xiàn)實的難題。

未來，電池循環(huán)不再是生產(chǎn)的附屬品，而是正在成為產(chǎn)業(yè)鏈的新重心。正如歐洲專利局局長 António Campinos 所言：“隨著該領域在全球資源體系中的重要性日益凸顯，那些擁有強大的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、完善的政策框架以及可回收原料的地區(qū)，將更有利于引領循環(huán)電池經(jīng)濟的發(fā)展?！?/p>

參考資料：

https://link.epo.org/web/business/technology-insight-reports/en-battery-circularity.pdf

https://ebs.publicnow.com/view/78DD01783F05866BA1DF72DBDFC110249B94D39B

https://www.epo.org/en/news-events/news/inventions-battery-reuse-and-recycling-increase-more-seven-fold-last-decade

運營/排版：何晨龍

注：封面/首圖由 AI 輔助生成