当下，全球电池产能正在持续上升。2025 年，电动汽车的新车销量已占全球汽车 25% 以上，前者依赖锂离子电池或其他新型电池。据国际清洁运输委员会预计，2030 年，全球电动汽车废旧电池预计达到 120 万块，2040 年这一数字可能增长到 1,400 万块。
面对即将到来的海量电池退役高峰，应该如何更安全、更高效地处理这些废旧电池，成为企业、高校和公共研究中心面临的关键挑战。他们的共同目标是：通过回收锂、钴、镍等关键原材料，既能减轻对原生矿产的依赖，又能减少对环境造成的影响。
近日，欧洲专利局（EPO）和国际能源署（IEA）对电池循环利用领域进行了全面分析，联合发布了一份名为《电池循环利用：面向未来关键材料来源的创新趋势》（Battery circularity：Innovation trends for a future source of critical materials）的报告。
该报告基于过去二十年的全球专利数据统计，分析了 24 项技术领域的专利申请情况，涵盖约 16,000 项发明以及近 4,000 个国际专利族（IPF）。重点梳理了新兴趋势、领先创新者以及电池循环利用在降低欧洲对进口原材料依赖方面的潜力。
一位业内人士告诉 DeepTech：“从这份报告可以看到，企业很早前就意识到电池原料会竭尽，因此很早在电池循环利用方面就进行了布局。未来，掌握电池循环再生技术的企业将有可能建立较大的竞争壁垒，而直接再生技术壁垒高但效益也高。 ”
全球创新爆发：电池循环技术增速远超生产制造
电池循环利用技术是实现电池再利用和回收的关键。整体来看，汽车公司通常专注于回收，而矿业公司则将重点放在化学转化方面。根据报告数据，过去十年电池循环利用专利增长超 7 倍，与电池循环利用相关的专利申请在 2017 年开始激增；同年，全球电动汽车销量首次突破百万辆大关。
2017 至 2023 年，电池循环利用技术的年复合增长率高达 42%。与之对比的是，电池制造领域的整体增长率为 16%，全技术领域的增长率则约 2%。
也就是说，与电池生产技术迭代相比，电池循环利用的创新步伐更快。这在工业史上并不常见，通常一项技术成熟后，回收利用才会跟上；而目前的情况是，电池还在大规模生产阶段，循环利用技术已追赶上甚至更快。
该业内人士对 DeepTech 表示，越来越多国家意识到电池制造的原料会不断耗尽，只有让旧电池进入循环，才能持续不断地造新电池。于是，他们纷纷抢先发表专利，防止后续阶段遭受技术封锁。现在，电池循环利用已正式演变为大国产业的“新战场”。
从报告呈现的发展趋势来看，创新浪潮与电池市场爆发同步。近年来，电池市场规模增长在 5 倍以上，从 2020 年的约 180 吉瓦时增长到 2024 年的 1,100 吉瓦时。报告预测，到 2030 年，电池市场规模将达到 3,500 吉瓦时。
国际能源署执行主任 Fatih Birol 表示：“在电力时代，电池已成为能源安全和工业竞争力的基石，只有各国围绕电池建立起强大的循环经济体系，才能充分发挥它的价值。加速回收和再利用方面的创新可以缓解关键矿产供应链的压力，减少环境影响，并创造新的经济机遇。”
中国正在同时掌控矿产精炼与回收两端
2023 年，亚洲占电池循环利用领域 IPF 总量的 63%。根据报告洞察，近年来的一个显著的变化是：2019 年之前，电池循环利用领域的专利申请主体包括丰田、LG 和住友金属矿山等日韩企业。
此后，这一格局发生了改变，值得关注的是，宁德时代子公司邦普循环（Brunp）位居榜首，在 2020 至 2023 年的国际专利申请量达到了第二名丰田的两倍以上。
得益于宁德时代制造废料的天然优势，邦普循环形成了从原料到技术再到产能的完整优势。正是邦普循环的增长，推动了中国在电池循环利用领域知识产权国际专利族占比显著增长：从 2013 年的 5% 提升至 2023 年的 29%。从数据变化可以看出，世界电池循环创新的核心正在由日韩向中国转移。
同期，日本和韩国企业在该领域的知识产权份额依然显著，而欧洲的份额则从 22% 略下降至 21%，澳大利亚、加拿大和美国的贡献仍然有限。更重要的是，它释放了一种信号：全球约 80% 的电池产能在中国，这意味着即便欧洲和美国将建厂回收废旧电池，未来可能也需要在很长的一段时间内从中国进口废料。
随着电池循环利用国际市场规模越来越大，中国申请人也在更积极地寻求在海外专利保护，这进一步巩固了中国在电池价值链各个环节的影响力。
报告指出，全球矿产精炼环节高度集中在中国，后者主导能源领域 20 种关键精炼矿产中的 19 种供应。2020 年以来，中国打破了传统矿业巨头主导格局，在电池金属精炼领域国际专利族占比开始显现出与美国持平的态势。
与此同时，中国在该领域的国家专利申请量也发生了显著变化：从占全球专利申请总量的比例来看，从 21 世纪初的 10% 左右上升至 2019 至 2023 年的 70%。
湿法冶金是目前回收高纯度锂、钴、镍最主流、最高效的工艺，相关专利量在二十年间增长超过 15 倍。从报告中也可以看到，中国在该技术路线上形成了鲜明的优势。具体而言，2020 到 2023 年，全球湿法冶金相关的国际专利族有 661 个，其中大部分来自中国。
华中科技大学姚永刚教授对 DeepTech 表示，从长期发展看，湿法冶金仍存在相关的结构性挑战。这也促使业界逐步关注以直接材料再生或电极/电池级循环为代表的路径，也就是说，在尽量减少结构破坏的前提下实现性能恢复和价值保留，通过这种方式降低能耗、缩短流程并提升整体资源利用效率。
谈及近年来中国专利数量的变化，他指出，专利既是技术竞争的体现，也是产业成熟的信号，它的作用可能体现在推动标准化与规范化，而非形成完全封闭的技术体系。
姚永刚认为，从这个角度来看，中国企业可以利用专利优势，推动湿法工艺绿色化与直接再生技术产业化并行发展。与此同时，在智能化拆解、材料修复等前沿领域建立技术壁垒，进而为中国在全球电池循环经济中的扮演重要作用奠定基础。
行业不缺技术、不缺产能，而是缺料
尽管亚洲在电池循环利用领域的增长速度更快，但报告指出，欧洲的创新也在不断扩展。欧洲主要企业致力于将回收材料转化为新型电池组件的技术研发，包括欧洲最大的电池回收商优美科、巴斯夫以及法国原子能委员会等公共研究机构。
在电池循环利用领域创新成果方面，欧洲企业和研究机构约占总体的 20%，其在废旧电池回收技术和化学转化领域表现活跃。
他们重点关注的领域集中在远程操作技术（占 IPF 的 34%）、电池隔离与固定化技术（30%）以及火法预处理后接湿法提取的技术（26%）。这些技术方向也从侧面印证了欧洲在工业机器人、自动化拆解、危险品处理和精细化工方面的传统优势。
对于欧洲而言，规模化和创新仍然是降低回收成本、提高效率并克服当前挑战的关键，例如废物流分散、电池设计各异以及自动化程度有限。近期，欧洲推出了一系列政策，例如《净零工业法案》《电池助力机制》以及《电池法规》，旨在促进产业投资以及规模化发展。
与此同时，报告也指出了欧洲以及全球面临的真正挑战：并非产能不足，而是可回收的废旧电池太少。对于来自欧洲和美国等刚建厂不久或正处于融资阶段的回收初创企业来说，未来 5 到 10 年内如何获得足够的原料来维持运转，仍然是一道现实的难题。
未来，电池循环不再是生产的附属品，而是正在成为产业链的新重心。正如欧洲专利局局长 António Campinos 所言：“随着该领域在全球资源体系中的重要性日益凸显，那些拥有强大的产业生态系统、完善的政策框架以及可回收原料的地区，将更有利于引领循环电池经济的发展。”
参考资料：
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
运营/排版：何晨龙
注：封面/首图由 AI 辅助生成
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