鉅大LARGE | 點擊量：884次 | 2022年08月12日
電動汽車動力鋰電池的梯次利用分析
隨著電動汽車在汽車市場銷售份額的不斷增加，其內部老舊電池的處理問題愈發受到社會各界的重視。舊電池部件的二次利用，可以間接降低電池的成本價格，還能減少電池垃圾對生態環境的污染。舊電池也可作為儲能部件，為電網系統、電力市場提供部分輔助服務。老舊電池的二次利用技術將會開辟一個新興的市場。
在中國新能源汽車產業大規模推廣之初，動力電池的梯次利用就曾被提及。2011年起，動力電池回收利用工作被納入中國新能源汽車推廣應用的政策體系，政府也在2012-2020年節能與新能源汽車產業發展規劃中，對動力電池回收利用工作進行了明確規劃。但由于當時的動力電池大多處于示范運營階段，動力電池的梯次利用工作并未真正開展。
伴隨著新能源汽車的爆發式增長，動力電池回收市場也在壯大。數據顯示，截至2017年，我國電動汽車、新能源汽車銷售量已達到77萬輛，保有量超過160萬輛，占世界的一半。據中國汽車技術研究中心預測，隨著電動汽車市場規模不斷增長，中國動力電池將迎來“報廢潮”，動力電池平均報廢年限為5~8年，2018年~2020年，全國累計報廢動力電池將達12萬~20萬噸，到2025年動力電池年報廢量或達35萬噸的規模，大約是2016年報廢量的20倍。
隨著社會對環境污染、碳排放等問題越來越重視，對于退役動力電池進行梯次利用，一直被認為是新能源汽車動力電池退役后的主要去處，然而，也有人從安全性和經濟性層面考慮，認為動力電池梯次利用就是一個“偽命題”。然而，隨著中國動力電池退役潮的臨近，以及相關標準的陸續公布，動力電池的梯次利用將在退役電池規模和政策方面獲得更多支撐，梯次利用勢在必行。
中關村儲能產業技術聯盟秘書長張靜認為，動力電池在儲能上梯次利用確實存在一些問題，但說它是“偽命題”似乎還不太合適。一方觀點從節約成本、綠色發展的角度認為，將退役動力電池用于儲能，可以體現出動力電池全生命周期的價值，也可以節約一些成本，并讓鋰離子電池真正做到“綠色”；另一方則從技術角度考慮，認為經過在動力系統中的使用，電芯性能已有很大改變，再用于儲能系統，電芯性能方面會存在問題，而解決這些問題又會增加更多的成本投入。
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%
中興派能營銷事業部總經理馮朝暉表示如果進行梯次利用，大規模儲能并不是退役動力電池的理想選擇，例如一輛電動汽車的帶電量約30-100KWh，而大型儲能電站通常在6-7MWh左右，一個大型儲能電站相當于幾千輛電動汽車，對電芯在一致性方面的要求，顯然比電動汽車要高得多。而且電動汽車2-3天才充一次電，而儲能電站基本每天都要循環至少一次，這對電芯的相關性能也有更高的要求。大型儲能項目在很多方面，對電芯的要求要遠高于電動汽車。
陽光電源高級技術經理吳磊也表示，退役動力電池最難的步驟是篩選。每輛車的行駛狀況不同，導致電池的容量、內阻等無法一致，且儲能系統和汽車動力系統電芯數量不是一個數量級，篩選工作繁重巨大。即使成功篩選后繼續應用在儲能系統中，這些不同工況的電芯如何管理，也是一個問題。
浙江超威電力有限公司儲能事業部總經理李敏表示，梯次電池放電倍率達到0.3C以上還比較困難，動力電池在儲能領域的梯次利用還有局限性，并且在提高光伏發電的預測曲線精度方面，暫時不推薦使用梯次電池技術
德國萊茵TUV大中華區太陽能及燃料電池技術服務總經理李衛春表示，在動力電池梯次利用方面，需要一些標準來判斷退役電池是否適合用于儲能，以及按照哪些規范來進行應用。
中國工程院院士楊裕生指出，電化學儲能具備的十大性能，最主要的就是安全性，只有在確保安全的前提下，電化學儲能才能發揮它在能源革命中的作用，推動中國綠色能源的發展。也正因如此，對于安全性要求非常高的大型儲能項目，需要在電芯的選擇上更加謹慎。而動力電池梯次利用，也應著眼于微網、備用電源等小規模儲能領域，或應用在電動自行車、低速電動車等動力領域。
這些觀點都表明，退役動力電池要想在儲能上梯次利用，那么應用的系統應該盡量簡單，否則得不償失。
從整個新能源汽車產業看，投入應用的動力電池規模越大，其管理難度也就越大，動力電池的規格尺寸等越需要標準化、規范化。2017年8月4日，GB/T34015-2017《車用動力電池回收利用——余能檢測》、GB/T34013-2017《電動汽車用動力蓄電池產品規格尺寸》、GB/T34014-2017《汽車動力電池編碼規則》三項動力電池國家標準的詳細內容已正式公布。這三項國家標準使動力電池的信息追溯成為可能，梯次利用更加安全、有序和規范。10月11日，國家發改委官網掛出的《關于促進儲能技術與產業發展的指導意見》（下稱《指導意見》）描繪了儲能技術十年發展“路線圖”，其中就指出，完善動力電池全生命周期監管，開展對淘汰動力電池進行儲能梯次利用研究。
從國家推薦標準的出臺到國家強制標準的制定，動力電池的梯次利用正獲得越來越有力的支撐。現在，行業內熱議的不是梯次利用的真偽問題，而是如何將動力電池的梯次利用與新能源汽車的發展無縫銜接，將動力電池的梯次利用向前推進。
超威集團的動力電池梯次利用有一套詳細的解決方案：回收的鋰電池價格約為新電池價格的20%，如果回收的鋰動力電池組設計參數及運行數據保存良好且符合梯次利用要求，公司錄入儲能系統配組參數后，直接入庫作為儲能系統配組電池。如果回收的鋰動力電池組設計參數及運行數據不清楚，超威集團將進行電性能和安全性能檢測，如果符合儲能應用要求，將直接錄入儲能系統配組參數，入庫作為儲能系統配組電池。如果整個鋰動力電池組不符合儲能要求，將對基本的模組單元進行檢測，符合要求者作為儲能電池入庫；不符合要求者，進入回收倉庫。
天津力神電池股份有限公司副總工程師蘇金然從能量密度、成本、標準化、自動化、技術成熟度和梯次利用六個維度分析了18650和21700電池的優劣。通過對比，蘇金然認為，18650在能量密度和成本方面不如21700優勢明顯，但在技術成熟度和梯次利用方面，21700不如18650。中國生產21700電池的時間并不長，21700動力電池的退役期還有幾年，21700的梯次利用還可以進一步研究和探索。
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