电动汽车动力电池的梯次利用分析

    　随着电动汽车在汽车市场销售份额的不断增加，其内部老旧电池的处理问题愈发受到社会各界的重视。旧电池部件的二次利用，可以间接降低电池的成本价格，还能减少电池垃圾对生态环境的污染。旧电池也可作为储能部件，为电网系统、电力市场提供部分辅助服务。老旧电池的二次利用技术将会开辟一个新兴的市场。

　　在中国新能源汽车产业大规模推广之初，动力电池的梯次利用就曾被提及。2011年起，动力电池回收利用工作被纳入中国新能源汽车推广应用的政策体系，政府也在2012-2020年节能与新能源汽车产业发展规划中，对动力电池回收利用工作进行了明确规划。但由于当时的动力电池大多处于示范运营阶段，动力电池的梯次利用工作并未真正开展。

　　伴随着新能源汽车的爆发式增长，动力电池回收市场也在壮大。数据显示，截至2017年，我国电动汽车、新能源汽车销售量已达到77万辆，保有量超过160万辆，占世界的一半。据中国汽车技术研究中心预测，随着电动汽车市场规模不断增长，中国动力电池将迎来“报废潮”，动力电池平均报废年限为5~8年，2018年~2020年，全国累计报废动力电池将达12万~20万吨，到2025年动力电池年报废量或达35万吨的规模，大约是2016年报废量的20倍。

　　随着社会对环境污染、碳排放等问题越来越重视，对于退役动力电池进行梯次利用，一直被认为是新能源汽车动力电池退役后的主要去处，然而，也有人从安全性和经济性层面考虑，认为动力电池梯次利用就是一个“伪命题”。然而，随着中国动力电池退役潮的临近，以及相关标准的陆续公布，动力电池的梯次利用将在退役电池规模和政策方面获得更多支撑，梯次利用势在必行。

　　中关村储能产业技术联盟秘书长张静认为，动力电池在储能上梯次利用确实存在一些问题，但说它是“伪命题”似乎还不太合适。一方观点从节约成本、绿色发展的角度认为，将退役动力电池用于储能，可以体现出动力电池全生命周期的价值，也可以节约一些成本，并让锂离子电池真正做到“绿色”；另一方则从技术角度考虑，认为经过在动力系统中的使用，电芯性能已有很大改变，再用于储能系统，电芯性能方面会存在问题，而解决这些问题又会增加更多的成本投入。

　　中兴派能营销事业部总经理冯朝晖表示如果进行梯次利用，大规模储能并不是退役动力电池的理想选择，例如一辆电动汽车的带电量约30-100KWh，而大型储能电站通常在6-7MWh左右，一个大型储能电站相当于几千辆电动汽车，对电芯在一致性方面的要求，显然比电动汽车要高得多。而且电动汽车2-3天才充一次电，而储能电站基本每天都要循环至少一次，这对电芯的相关性能也有更高的要求。大型储能项目在很多方面，对电芯的要求要远高于电动汽车。

　　阳光电源高级技术经理吴磊也表示，退役动力电池最难的步骤是筛选。每辆车的行驶状况不同，导致电池的容量、内阻等无法一致，且储能系统和汽车动力系统电芯数量不是一个数量级，筛选工作繁重巨大。即使成功筛选后继续应用在储能系统中，这些不同工况的电芯如何管理，也是一个问题。

　　浙江超威电力有限公司储能事业部总经理李敏表示，梯次电池放电倍率达到0.3C以上还比较困难，动力电池在储能领域的梯次利用还有局限性，并且在提高光伏发电的预测曲线精度方面，暂时不推荐使用梯次电池技术

　　德国莱茵TUV大中华区太阳能及燃料电池技术服务总经理李卫春表示，在动力电池梯次利用方面，需要一些标准来判断退役电池是否适合用于储能，以及按照哪些规范来进行应用。

　　中国工程院院士杨裕生指出，电化学储能具备的十大性能，最主要的就是安全性，只有在确保安全的前提下，电化学储能才能发挥它在能源革命中的作用，推动中国绿色能源的发展。也正因如此，对于安全性要求非常高的大型储能项目，需要在电芯的选择上更加谨慎。而动力电池梯次利用，也应着眼于微网、备用电源等小规模储能领域，或应用在电动自行车、低速电动车等动力领域。

　　这些观点都表明，退役动力电池要想在储能上梯次利用，那么应用的系统应该尽量简单，否则得不偿失。

　　从整个新能源汽车产业看，投入应用的动力电池规模越大，其管理难度也就越大，动力电池的规格尺寸等越需要标准化、规范化。2017年8月4日，GB/T34015-2017《车用动力电池回收利用——余能检测》、GB/T34013-2017《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》、GB/T34014-2017《汽车动力电池编码规则》三项动力电池国家标准的详细内容已正式公布。这三项国家标准使动力电池的信息追溯成为可能，梯次利用更加安全、有序和规范。10月11日，国家发改委官网挂出的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》（下称《指导意见》）描绘了储能技术十年发展“路线图”，其中就指出，完善动力电池全生命周期监管，开展对淘汰动力电池进行储能梯次利用研究。

　　从国家推荐标准的出台到国家强制标准的制定，动力电池的梯次利用正获得越来越有力的支撑。现在，行业内热议的不是梯次利用的真伪问题，而是如何将动力电池的梯次利用与新能源汽车的发展无缝衔接，将动力电池的梯次利用向前推进。

　　超威集团的动力电池梯次利用有一套详细的解决方案：回收的锂电池价格约为新电池价格的20%，如果回收的锂动力电池组设计参数及运行数据保存良好且符合梯次利用要求，公司录入储能系统配组参数后，直接入库作为储能系统配组电池。如果回收的锂动力电池组设计参数及运行数据不清楚，超威集团将进行电性能和安全性能检测，如果符合储能应用要求，将直接录入储能系统配组参数，入库作为储能系统配组电池。如果整个锂动力电池组不符合储能要求，将对基本的模组单元进行检测，符合要求者作为储能电池入库；不符合要求者，进入回收仓库。

　　天津力神电池股份有限公司副总工程师苏金然从能量密度、成本、标准化、自动化、技术成熟度和梯次利用六个维度分析了18650和21700电池的优劣。通过对比，苏金然认为，18650在能量密度和成本方面不如21700优势明显，但在技术成熟度和梯次利用方面，21700不如18650。中国生产21700电池的时间并不长，21700动力电池的退役期还有几年，21700的梯次利用还可以进一步研究和探索。