鉅大LARGE | 點擊量：665次 | 2022年03月28日
詳解電動汽車動力鋰離子電池的梯次利用和儲能應用
電動汽車鋰離子電池的儲能應用可以按照使用先后分為前后兩部分，前期部分指的是電動汽車鋰離子電池報廢前的應用，后期部分指的是電動汽車鋰離子電池報廢后所進行的儲能應用，也就是目前所提倡的梯次利用。
從儲能方面來說，電動汽車從它開始使用時起，就已經自然而然地成為儲能應用的一部分。電動汽車的使用可以從汽車誕生時算起，已經有100多年，由于電池的原因，行使距離不能滿足人們的需求，無法與燃油汽車進行競爭。直到近年來鋰離子電池被應用到電動汽車上，才使電動汽車重新回到汽車市場上，特斯拉電動汽車進行了優化設計，使用高性能的18650電池讓一次充電續駛里程突破500公里，電動汽車優越的加速性能和舒適的駕乘體驗，讓人們增強了對電動汽車的信心。隨著電動汽車生產銷售成幾何級數的快速上升，電動汽車鋰離子電池的梯次應用和報廢處理已經成為一個急待解決的問題。
儲能應用一般是指把電能、水能、空氣能、動力能等能量先存起來，再在適當時候拿出來進行應用。電動汽車作為電力的消費者，它與其他電力用品不同，一盞燈它用電時直接轉化為光亮，一臺電動機用電時它直接轉化為動力，一個電爐它用電時直接轉化為熱量，空調使用時把電轉化為冷氣。電動汽車用電時先是把電存在鋰離子電池里，在道路上行使時再把電能轉化為動力。這就是我們大家所說的電動汽車的儲能應用，晚上在電網低谷時充電，白天在道路上行使，這是一種較為理想的方式，很多時候也會選擇在用電高峰時充電，再上路行使。當很多種類型電動汽車進行充電再行使的時候，在充電時間上會出現嚴重的不確定性。這與電網所期望的儲能應用有很大的差距。我們在大力推廣化學電池的儲能應用上，多數是指在電網用電低谷時，進行充電，在電網用電高峰時把電反向送給電網，或者直接把電送給用戶。世界上很多國家大力發展化學儲能技術都是這樣的目的。
電動汽車的高速發展，有力的促進了鋰離子電池產業的發展，鋰離子電池的能量密度比2010年有了很大的提高，一次充電續駛里程也是逐年提高，300公里以上的電動汽車越來越多。現在很多新能源汽車公司對消費者承諾的電池使用壽命和質保最多是10年時間，但是假如考慮到使用環境等綜合情況，動力鋰電池的平均壽命也會低于10年，電動汽車鋰離子電池的正常使用壽命一般是按標稱容量的80%作為標準，低于這個數的鋰離子電池就不在車上使用。在實際使用中，低于80%標稱容量的鋰離子電池還可以正常使用很多循環次數，這就使電動汽車鋰離子電池在報廢后，仍然可以為儲能應用發揮一定的用途。
理論上說，電動汽車鋰離子電池報廢后，其低于標稱容量80%的容量可以再利用或者是梯次利用，它們還可以按照電池容量的不同，而被利用在儲能項目或者相關的供電基站以及路燈、低速電動汽車身上，最后再進入回收體系。實際上雖然儲能項目對單體電池的密度要求不如動力鋰電池那么高，但一個儲能項目的儲能電池的規模較大，通常達到百千瓦甚至是兆瓦，而一輛新能源車的電池容量一般是10到50kwh，最大也就是100kwh，假如要將動力鋰電池用作儲能，無疑要大量電池包，而這會使得整個儲能電池塊面對著一致性管理的困難，從而將影響整塊儲能電池項目的使用。更何況，就鋰離子電池產業現狀來看，由于我國不同車企的電池路線、電池的規格和對電池的測評要求各不相同，也就造成了電池的型號過多，使產量過度分散，同時也為梯次利用帶來更大難度。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
雖然電動汽車鋰離子電池的后期利用存在各種問題和困難，但電動汽車鋰離子電池的回收和再利用已經成為當務之急。按照十三五規劃，到2020年，國內新能源車累計產銷量將達到500萬輛。我國汽車技術研究中心據此預測，到2020年，我國電動汽車動力鋰電池累計報廢量將達到12萬-17萬噸的規模。我們應該建立有效地再利用和回收機制，決不能讓報廢的鋰離子電池對我們的環境造成更大的危害。鋰離子電池回收和再利用，關于電池制造商應該肩負更大的責任。雖然電池制造商現在忙于擴充產量，也應該關注回收的問題，研究出鋰離子電池環保的分解再利用的方法。由于技術不到位，目前整個新能源電池的再利用商業鏈條沒有得到完善，整個產業閉環沒有形成。現在鉛酸電池，修車的地方可以回收，垃圾分揀場所也可以回收，為何呢？就是因為鉛酸回收很容易出現商業價值拿個改錐，把廢電池撬開，倒掉酸液，把最值錢的鉛板取出再倒賣就賺錢了。
鋰離子電池為何回收不上來？相關專業人士認為鋰離子電池回收工藝太復雜，從廢舊鋰離子電池中直接回收正極材料、負極材料、電解液、隔膜等高附加值的中間品商業化難度很大。加之不同廠家的鋰離子電池材料和配方等各不相同，要完成回收更加不容易。因此由電池制造商回收報廢鋰離子電池是有道理的，特斯拉公司回收自己報廢鋰離子電池有一套處理辦法，不涉及高能耗的熔煉，可以實現大于70%的物質再利用，僅剩余一些二氧化碳、水和灰塵，不含任何其他污染物質。這樣的處理辦法是值得我們借鑒的。
電動汽車鋰離子電池后期的儲能應用和回收再利用，存在很多困難，我們可否在電動汽車鋰離子電池前期的儲能應用上想想辦法，把電動汽車鋰離子電池后期的儲能應用提前到前期來應用。隨著用石墨烯技術達到可以快充并具有更高循環使用壽命的鋰離子電池的出現，我們應該更充分的把鋰離子電池的儲能應用潛力發掘出來。雖然按照一定的標準要求，鋰離子電池容量比標稱容量低80%就不能在車上使用，但是有實驗表明，鋰離子電池從標稱容量下降到80%時，假如循環次數可以達到1000次，而從標稱容量的80%下降到標稱容量的60%時，其循環次數也會達到甚至超過1000次。因此降低報廢標準延長使用時間是可行的，可以提高電動汽車的使用效率。當然有一些鋰離子電池在標稱容量低于80%以后，其循環壽命會陡然下降，也是可能的，這就要求鋰離子電池制造商應該在使用說明上注明電池的循環壽命從標稱容量下降到60%時的數值，以供鋰離子電池的梯次應用供應依據。
電動汽車制造商應該明確延長使用相應的保修政策，支持消費者延長使用自己的電動汽車，把不符合儲能要求的鋰離子電池拿去做儲能電站進行梯次應用，就沒有那個必要了，假如被拆除的大客車鋰離子電池拿去作為一些小型的儲能應用，也是可以考慮的。現在一次充電續駛里程大于300公里的電動汽車，電池容量小一半，也是可以做短途使用的。關于消費者來說，報廢了就不值錢了，車主應該有使用權和處置權，大家應該支持和理解這樣做。
電動汽車是一個可以移動的儲能電站，隨著電網雙向供電的改造和能源互聯網的建立，這個移動電站除了可以從電網儲存電力供自己上路行使以外，還可以把自己儲存的電力在要的時候，向電網供電和向用戶供電。這樣做電動汽車作為眾多分散式的儲能電站配置在電網上，不同的電動汽車進行充電和供電，可以降低電網供電高峰，對電網的安全運行，將發揮著重要的用途。這樣做關于車主來說，適當降低電動汽車鋰離子電池的報廢標準，延長電動汽車鋰離子電池的儲能利用時間，可以獲得一定的收益，可以減少電動汽車費用的開支。這樣做充電樁必將成為電動汽車連接電網和能源互聯網的重要設備，或許應該在所有可以停車的地方，預留和安裝充電樁，來滿足和促進電動汽車在我們國家的推廣使用，更好的發揮電動汽車鋰離子電池的儲能電站的用途，確保電網的安全。在電動汽車地方補貼取消和國家補貼退坡的大環境下，這樣更加環保、更加節約、更加合理的電動汽車的使用方式是值得我們去做的。
