据国际能源署（IEA）统计，电池市场在四年内增长了五倍多，从2020年的180GWh增长到2024年的1,100GWh。作为电池主要用户的电动汽车市场每年都在增长，据称2025年销售的汽车中有四分之一是电动汽车。
但这些电池过期后会去哪里呢？据国际清洁交通委员会（ICCT）估计，2030年将有120万个电动汽车电池到期，2040年将有1400万个电池到期。因此，电池行业别无选择，只能对电池的“回收”感兴趣。
《专利看世界》的第五个话题是电池，特别是电池循环领域（电池收集、拆解、材料回收）。
去年4月，欧洲专利局（EPO）和国际能源署（IEA）联合发布了一份题为“电池循环——未来关键材料来源的创新趋势”的报告。这是对2000年至2023年电池循环领域国际专利族（IPF）的分析。
在本文中，基于上述报告，我们将电池回收专利的格局分为三类：速度、技术和主题。
⚡ 为废电池时代做准备的专利
首先，专利增长的速度不同寻常。报告称，2005年至2017年，电池流通领域的国际专利族平均每年增长8%，但自2017年以来，已跃升至平均每年42%。同期，电池制造技术为16%，因此即使在电池内部也是一个特别陡峭的曲线。
2017年发生了什么？首先，当年电动汽车年销量首次突破100万辆。此外，2013 年至 2018 年间，欧洲和中国出台了法律，要求制造商对电动汽车电池在使用寿命结束时发生的情况负责。该报告认为，这两个因素重叠，从而激励人们通过专利来确保回收方法。
然而，这些专利所针对的“废电池时代”尚未到来。如前所述，达到使用寿命的电动汽车电池数量将从 2030 年的 120 万个增加到 2040 年的 1400 万个，报告估计这一浪潮将在 2035 年之后真正开始。专利数量领先这一浪潮八年多。这是典型的专利在市场到来之前就积累的情况。
🧪 回收工艺和冶金技术
那么哪些技术正在申请专利呢？该报告将回收过程分为四个阶段：收集、分类/分离、调节和转换。
专利最集中的是最后的过渡阶段。其中，湿法冶金相关专利从2000-2004年的40件增加到2020-2023年的661件，增长了15倍，累计达到1,023件，是单一技术中最多的。
通过高温熔化制造合金的火法冶金案例数量也从 17 起增加到 208 起，但增幅略有放缓。据说干法冶金的缺点是能够承受原材料的混合，但需要消耗大量能源，而且锂会落入炉渣中，必须单独回收。
继湿法冶金之后获得专利最多的技术是收集阶段的稳定和排出、选择和分离阶段的粉碎、火法冶金和混合工艺（热处理后的湿法）。稳定和排放连续 20 年保持领先地位，破碎增加了 14 倍，从 16 增加到 251，使其成为近年来增长最快的技术之一。报告称，这前五名技术占国际专利族的83%。
🌏主题——从日韩到中国
截至2019年，该领域的专利领先者是日本和韩国企业。丰田和住友金属矿山是日本的领先公司。在韩国，LG、SK集团、POSCO等已获得多项专利。尤其是，LG不仅在累计国际专利族中排名第二，而且还是少有的一家申请了从收集到化学转化的整个回收过程的公司。
不过，最近排名发生了变化。 2020年至2023年，全球最大电池制造商中国CATL的回收子公司Brunp提交的国际专利族申请数量是排名第二的丰田汽车的两倍多，从而跃居第一。
需要关注的部分是 Brunp 的原材料。报道称，目前回收的电池原材料几乎全部不是废电池，而是制造过程中产生的边角料和缺陷产品，即所谓的生产废料。几乎没有电池已达到其使用寿命。因此，持有再生原料份额最大的并不是回收公司，而是最大的电池厂，而邦普一直通过接收CATL工厂的废料作为原料来增加回收设施。报道称，邦普迄今建成的回收设施处理能力约占全球总量的5%，是第二大公司的两倍。
🇪🇺 欧洲 - 伪装成监管的产业政策
在整个分析期间，欧洲保持在 20% 左右。尤其是采集和预处理方面实力雄厚，34%的远程处理技术和30%的隔离固定技术来自欧洲申请人。化工公司巴斯夫和回收公司优美科并列第六，法国原子能机构（CEA）排名第八。在转换领域，亚洲的增长速度更快，市场份额有所下降，但欧洲本身的申请数量却有所增加。
欧洲落后的不是技术，而是原材料。首先，作为回收起点的矿物位于欧洲以外。报告称，在锂开采方面，澳大利亚占全球产量的三分之一以上，而在精炼方面，中国处理着约70%的锂和约80%的钴。由于大多数电池工厂都位于中国，现在几乎所有回收材料的生产废料也来自中国。在欧洲销售的电动汽车的废电池尚未真正释放，产生的大量黑色物质正在出口并处置到海外。
因此，欧洲选择通过以下规定来保留原材料。
上述规定虽然是基于危险废物管理的法律依据，但实际上是针对欧洲黑色物质在欧盟境外加工的问题而采取的增加欧盟境内加工回收原料量的措施。目的是在即将到来的废电池时代确保区域回收行业的原材料。
🧭 总结
中国控制着能源领域提炼的 20 种重要矿物中 19 种的供应，而回收利用是各国旨在减少依赖的一项技术。如果是这样，回收专利分散在多个国家是很自然的事，但根据报告，事实恰恰相反。中国在国际专利族中的份额从2013年的5%上升到2023年的29%，预计到2030年将占据全球材料回收能力的75%。
2035年之后，当废旧电池开始真正出现时，这个市场的下一个关注点将是现在积累的专利和设施是否会留在排名中，或者已经销售电动汽车的国家是否会控制收集网络并改变游戏规则。
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