Economic analysis of recycling retired power batteries

doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.01.009

Abstract

Abstract:

Recycling power batteries from electric vehicles is an important means of resource regeneration and pollution prevention. This paper constructed a techno-economic model and proposed the concept of “ideal discount coefficient” to evaluate the shock resistance of the recycling pricing system. 10 key components of recycling costs were quantified based on the recycling process of retired power batteries. The cost and benefits of hydrometallurgical recycling of lithium nickel cobalt manganese oxide (NCM) batteries and lithium iron phosphate (LFP) batteries were quantitatively analyzed to discuss the impact of market, policy, technology and other factors on the economic efficiency of recycling. The results show that at the baseline metal price level, the net profit of hydrometallurgical recycling of NCM 811 batteries is 3 493 CNY/t; The hydrometallurgical recycling of LFP batteries is not profitable, unless there is a rise in lithium prices. Therefore, incorporating lithium into base metals for recycling pricing can mitigate the sensitivity of the recycling discount coefficient to fluctuations in key battery raw material prices.

Key words: electric vehicle, lithium-ion battery, battery recycling, lithium nickel cobalt manganese oxide (NCM) battery, lithium iron phosphate (LFP) battery, technical economy

CLC Number:

X734.2
G301

DU Shilong, HAO Han. Economic analysis of recycling retired power batteries[J]. Journal of Automotive Safety and Energy, 2025, 16(1): 86-96.

Figures/Tables 10

References 21

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类型	成本说明
退役电池购买成本	再生利用企业购买退役动力电池的成本
拆解成本	将电池从电池包拆解为单体的成本
运输成本	从回收网点到电池回收企业的运输成本
物料成本	回收所消耗辅助材料的购买成本
水电气成本	回收所消耗水、电、天然气的成本
设备成本	加工处理设备、仪表和控制装置、电力设施、管道等各类生产设备的购买和安装成本，以及后期维护投入
环保成本	环保设施投资及处理污染物产生的成本
人工成本	生产、研发、管理人员等所有岗位员工的工资
厂房成本	与土地租赁、厂房建设相关的成本
政策性成本	与政策相关的成本，包括税收、保险、碳排放成本等

类型	成本说明
退役电池购买成本	再生利用企业购买退役动力电池的成本
拆解成本	将电池从电池包拆解为单体的成本
运输成本	从回收网点到电池回收企业的运输成本
物料成本	回收所消耗辅助材料的购买成本
水电气成本	回收所消耗水、电、天然气的成本
设备成本	加工处理设备、仪表和控制装置、电力设施、管道等各类生产设备的购买和安装成本，以及后期维护投入
环保成本	环保设施投资及处理污染物产生的成本
人工成本	生产、研发、管理人员等所有岗位员工的工资
厂房成本	与土地租赁、厂房建设相关的成本
政策性成本	与政策相关的成本，包括税收、保险、碳排放成本等

	项目	数值	参考文献
工厂及设备	设计年处理量，m_cap	20 kt	[8]
	实际年处理量，m_thru	6 kt	-
	工厂面积，S	NCM：42 9 m²； LFP：23 4 m²	[8]
	土地转让价格，p_land	419 元 / m²	-
	土地转让年限，n_land	50 a	[10]
	工厂寿命，n_plnt	30 a	-
	环保设施投资	NCM：771 万元； LFP：626 万元	[8]
	设备寿命，n	10 a	[11]
	维护维修成本系数，k	0.05	[9]
	设备残值率，r	5%	-
市场及政策	LFP电池回收价格 (基本假设)	3 000 元/t	[12]
	电池级碳酸锂价格	5.5~56.8 万元 / t	-
	电解钴价格	27.9~34.7 万元 / t	-
	电解镍价格	12.8~20.2 万元 / t	-
	利率，i	10%	[9]
	退税比例	0%	-
	回收补贴	0 元 / kWh	-
	增值税率-常规	6%~13%	[13]
	所得税率-常规	25%	[14]
	所得税率-电池回收	15%	[14]
运输	包装重量系数，k_pack	1.1	[15]
	运输距离，s	1 600 km	[15]
	单位运输成本，c_t	0.20 元 / (km·t)	[16]
α(折扣系数)	NCM(基本假设)	0.70	[17]
	NCM(高位价格)	2.01	[12]
	LFP	0.72	-
b_j(价格折扣)	氯化锂	1.00	-
	氯化镍、氯化钴混合物	0.85	-
	副产物	0.70	-
技术回收率	Li	90%	[18]
	Co	98%	[18]
	Ni	98%	[18]
	塑料	50%	[15]
	其他副产品	80%	-
其他	拆解成本	400 元 / t	[7]
	废水处理价格	1.4 元 / t	[15]
	危废处理价格	2 950 元 / t	[19]
	员工基准工作时间，t₀	12个月	-

	项目	数值	参考文献
工厂及设备	设计年处理量，m_cap	20 kt	[8]
	实际年处理量，m_thru	6 kt	-
	工厂面积，S	NCM：42 9 m²； LFP：23 4 m²	[8]
	土地转让价格，p_land	419 元 / m²	-
	土地转让年限，n_land	50 a	[10]
	工厂寿命，n_plnt	30 a	-
	环保设施投资	NCM：771 万元； LFP：626 万元	[8]
	设备寿命，n	10 a	[11]
	维护维修成本系数，k	0.05	[9]
	设备残值率，r	5%	-
市场及政策	LFP电池回收价格 (基本假设)	3 000 元/t	[12]
	电池级碳酸锂价格	5.5~56.8 万元 / t	-
	电解钴价格	27.9~34.7 万元 / t	-
	电解镍价格	12.8~20.2 万元 / t	-
	利率，i	10%	[9]
	退税比例	0%	-
	回收补贴	0 元 / kWh	-
	增值税率-常规	6%~13%	[13]
	所得税率-常规	25%	[14]
	所得税率-电池回收	15%	[14]
运输	包装重量系数，k_pack	1.1	[15]
	运输距离，s	1 600 km	[15]
	单位运输成本，c_t	0.20 元 / (km·t)	[16]
α(折扣系数)	NCM(基本假设)	0.70	[17]
	NCM(高位价格)	2.01	[12]
	LFP	0.72	-
b_j(价格折扣)	氯化锂	1.00	-
	氯化镍、氯化钴混合物	0.85	-
	副产物	0.70	-
技术回收率	Li	90%	[18]
	Co	98%	[18]
	Ni	98%	[18]
	塑料	50%	[15]
	其他副产品	80%	-
其他	拆解成本	400 元 / t	[7]
	废水处理价格	1.4 元 / t	[15]
	危废处理价格	2 950 元 / t	[19]
	员工基准工作时间，t₀	12个月	-

项目		数量		价格或工资
项目		NCM 811	LFP	价格或工资
原材料	盐酸(30%)	1.912 kg	0.325 kg	200 元 / t
	铁粉	0.004 kg	-	1.10 万元 / t
	双氧水 (27.5%)	0.022 kg	0.026 kg	1 000 元 / t
	氢氧化钠 (32%)	1.001 kg	0.363 kg	1 200 元 / t
	煤油	0.001 kg	-	1.05 万元 / t
	氯化钙	-	0.357 kg	2 500 元 / t
公用工程	水	0.578 kg	0.414 kg	4.1 元 / m³
公用工程	电能	0.617 kWh	0.353 kWh	0.725 元 / kWh
主要产物	氯化锂	0.103 kg	0.079 kg	4.75~50.00 万元 / t
	六水合氯化钴	0.063 kg	-	6.95~12.00 万元 / t
	六水合氯化镍	0.505 kg	-	3.80~4.80 万元 / t
副产物	铜	0.125 kg	0.108 kg	4.26 万元 / t
	铝	0.063 kg	0.056 kg	1.27 万元 / t
	塑料	0.012 kg	0.009 kg	0. 90 万元 / t
	石墨	0.154 kg	0.135 kg	4 000 元 / t
人员工资	生产操作	102人	50人	5 000 元 / 月
	设备维修	6人	2人	6 000 元 / 月
	车间管理	6人	2人	7 000 元 / 月
	品管人员	12人	4人	1.00 万元 / 月
	技术市场	31人	31人	1.50 万元 / 月
	高层管理	4人	4人	2.50 万元 / 月