关于动力电池梯次利用的思考

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退役动力电池梯次利用研究方法

退役动力电池梯次利用研究方法

退役动力电池梯次利用研究方法

退役动力电池梯次利用是目前可持续能源发展方向的重要研究领域,同时也是解决动力电池寿命、安全、经济等问题的有效途径。本文将介绍一种基于梯次利用思想的退役动力电池研究方法。

一、研究思路

退役动力电池梯次利用的基本思路是,将退役的电池进行重新组合,形成新的储能系统,实现电池的二次利用。具体而言,通过对动力电池的测试、评估、筛选,将符合梯次利用要求的电池进行组装,构建出更具性价比的储能系统,实现能源的高效利用。

二、研究内容

1.动力电池测试

首先,需要对退役动力电池进行充放电测试,以评估其电性能、热特性、电化学性能、安全性等因素。测试数据的科学分析和处理,有助于深入了解电池的实际情况,为后续的综合评估和优化利用提供科学

依据。

2.电池评估

在充分了解电池的情况后,需要根据实际需求和组装架构,进行电池

性能评估。评估包括电池容量、输出电压、电流特性等因素。通过评估,可以对不同的电池进行比对,筛选出符合梯次利用效果的电池。

3.组装架构设计

在电池评估的基础上,需要结合实际需求,设计储能系统的组装架构。架构设计包括电池数量、电池串并联、电池排列方式等因素。设计科学、合理的组装架构是保证储能系统稳定性和性价比的关键。

4.系统性评估

在储能系统组装完成后,需要进行系统性评估,对整个储能系统进行

综合性的性能测试和评估。评估内容包括系统容量、输出能量、充放

电效率、循环寿命等因素。通过评估,可以综合考虑各个因素,进一

步优化储能系统的效率、稳定性和经济性。

三、研究分析

退役动力电池梯次利用方法具有以下优势:

梯次利用动力电池

梯次利用动力电池

梯次利用动力电池

梯次利用动力电池是指在电动汽车使用一段时间后,将原本用于供电

的电池退役并转变为储能设备后再利用其储能功能,以延长电池的使

用寿命。这是一种环保、经济又实用的解决方案。

目前,随着电动汽车的普及,其所需的动力电池数量不断增加。电池

的生产、成本、回收等问题也在逐渐浮出水面。而动力电池的回收、

再利用技术也成为了一个热门话题。为了降低新能源电池的制造成本,一些厂商开始通过回收旧电池等方式进行节约。

梯次利用动力电池可以将原本只能使用几年的动力电池再次利用,因

此其意义重大。首先,由于电池需要使用一定的时间后才能进入正常

使用状态,因此原本的动力电池在退役后需要经过生命周期测试,筛

选出寿命尚佳的电池。这些电池可以被二次利用,通过设计合理的电

池储能系统,将其转变为储能设备,而这一转变只需花费较少的成本,相比于新建能源电池其成本更为低廉。

其次,在电网调峰中,梯次利用动力电池可以将可再生能源产生的电

力储存起来,并在不需要时释放,解决电网调峰难题,提高电网稳定性。而这种方案与传统的调峰手段相比,其成本也更低,效果更好。

同样,在储能领域,梯次利用动力电池也有着先天的优势。凭借其成

熟的技术和市场经验,储能系统的定制化需求也得以满足。

最后,这种方案还能够大幅缩短电池的回收时间,提高其综合利用效率。建立梯次利用动力电池的市场体系,不仅能够优化能源配置,还能够创造出市场的价值,并为环保事业做出自己的贡献。

总的来说,梯次利用动力电池是一种可行的解决方案,不仅能够帮助电动汽车减少成本,同时还有助于促进储能产业的发展。这种方案的应用前景光明,未来也有望出现更多类似的环保、节能、高效的方案来提升新能源的使用效率。

新能源汽车动力电池梯次利用

新能源汽车动力电池梯次利用

新能源汽车动力电池梯次利用

随着新能源汽车的快速发展,动力电池成为了新能源汽车的重要组成部分之一。然而,随着动力电池数量逐渐增多,如何实现动力电池的高效利用和再利用也成为了目前亟待解决的问题。

而动力电池的梯次利用正是一个解决这一问题的有效途径。所谓梯次利用,就是将电池从高质量用途向低质量用途转化,实现电池的最大化利用。以动力电池为例,梯次利用主要包括三个阶段:一次使用、二次使用和三次使用。

在一次使用中,动力电池主要用于新能源汽车的动力系统。但随着电池寿命的逐渐衰退,电池的能量密度会逐渐下降,无法满足汽车的高能耗需求。此时,将电池进行二次使用,将其作为储能设备用于储能系统中,能够有效地延长电池的使用寿命。而在电池寿命进一步衰退后,如何实现其再次利用便成为了一个难题。这时,通过对电池进行拆卸、分解和组装等操作,可以将电池内部的高品质电芯取出,组装成低功率应用的储能设备,实现电池的三次利用。

值得注意的是,动力电池梯次利用不仅能够实现电池的最大化利用,还能够减少废旧动力电池对环境的影响,提高新能源汽车的可持续性和环保性。因此,动力电池梯次利用是新能源汽车产业链中不可或缺的一环,也是实现新能源汽车可持续发展的必要手段之一。

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动力电池梯次利用、再生利用比例

动力电池梯次利用、再生利用比例

动力电池是电动汽车和混合动力汽车的重要组成部分,其性能和寿命

直接影响着车辆的使用效果和环境影响。随着电动汽车的普及和发展,动力电池的梯次利用和再生利用成为了一个备受关注的话题。本文将

从梯次利用和再生利用的概念、优势和挑战、现状和展望等方面展开

论述,以期为读者提供深入了解和探讨动力电池梯次利用和再生利用

的内容。

一、梯次利用和再生利用的概念

梯次利用是指在动力电池使用寿命结束后,将其用于存储和利用可再

生能源的过程。通常来说,动力电池在电动汽车中使用一段时间后,

由于其性能和容量下降,无法再满足汽车的需求,这时就需要对电池

进行更换或者淘汰。而再生利用则是指通过技术手段将废旧的动力电

池进行处理和回收,以获取其中的有用材料和能量。

二、梯次利用和再生利用的优势和挑战

1. 优势

(1)资源节约:梯次利用和再生利用可以有效延长动力电池的使用寿命,降低新能源汽车的整体成本,节约稀缺资源。

(2)环境保护:废旧动力电池的再生利用可以减少对自然资源的开采和能源的消耗,减少对环境的污染。

(3)能源存储:废旧动力电池可以作为能量存储设备,用于存储可再生能源如风能、太阳能等。

2. 挑战

(1)技术难题:目前对废旧动力电池的再生利用技术还不够成熟,尤其是对于部分有害物质的处理和回收。

(2)政策和标准:相关的政策和标准还需要进一步完善,以促进梯次利用和再生利用的发展。

(3)经济成本:梯次利用和再生利用的经济成本相对较高,需要在技术和市场上寻求更为有效的解决方案。

三、现状和展望

目前,国内外对于动力电池梯次利用和再生利用的研究和实践正在不

动力电池 梯次利用

动力电池 梯次利用

动力电池梯次利用

1. 引言

随着电动汽车的普及和发展,动力电池作为电动汽车的核心组件之一,成为了研究和关注的热点。然而,随着电动汽车的使用年限增加,动力电池会出现性能下降或失效的情况。为了实现对动力电池的可持续利用,梯次利用成为了一种重要的解决方案。

本文将介绍什么是动力电池梯次利用、如何进行梯次利用以及其在可持续能源发展中的意义。

2. 动力电池梯次利用的定义

2.1 动力电池

动力电池是指用于驱动电动汽车或混合动力汽车的储能装置。它由多个单体或模块组成,并通过连接器进行串联或并联。常见的动力电池包括锂离子电池、镍氢电池等。

2.2 梯次利用

梯次利用是指在一个产品生命周期内,将其使用于不同层次或领域,以最大程度地提高资源效率和经济效益。对于动力电池来说,梯次利用可以是将其从电动汽车中移除后,再利用于其他应用领域。

3. 动力电池梯次利用的方法

3.1 二次利用

动力电池在被移除出电动汽车后,虽然可能无法满足高性能的要求,但仍然可以继续在其他应用中发挥作用。例如,将其作为储能设备应用于微电网、光伏发电站等领域。二次利用可以延长动力电池的使用寿命,并减少资源浪费。

3.2 回收再制造

当动力电池无法再进行二次利用时,可以对其进行回收再制造。通过回收废旧的动力电池,提取其中可再利用的材料,并重新制造成新的动力电池或其他产品。这种方法不仅能够减少资源消耗和环境污染,还可以降低新动力电池的生产成本。

3.3 能量回收

当动力电池无法进行回收再制造时,还可以通过能量回收来实现梯次利用。将废旧的动力电池进行安全处理后,提取其中剩余的能量,并将其转化为其他形式的能源供应。这种方法可以最大限度地利用动力电池中的资源,减少能源浪费。

动力电池 梯次利用

动力电池 梯次利用

动力电池梯次利用

动力电池是指用于驱动电动车辆的电池,其主要特点是能够提供高功率输出和长时间的持续使用。由于电动车辆的兴起,动力电池已经成为了一个备受关注的话题。在这篇文章中,我们将探讨动力电池的梯次利用。

一、什么是梯次利用

梯次利用是指将同一种资源按照不同的需求进行分级使用,从而实现最大化的资源利用效益。在动力电池领域中,梯次利用可以将废旧电池进行再生和二次利用,从而减少资源浪费和环境污染。

二、为什么需要梯次利用

随着电动车辆市场的快速发展,废旧动力电池数量也在不断增加。如果这些废旧电池得不到有效处理和再生利用,将会对环境造成严重影响。同时,在全球资源日益紧缺的情况下,有效地进行梯次利用也能够节约资源并降低成本。

三、动力电池梯次利用方式

1. 一级再生:通过物理或化学方法对废旧电池进行分解和处理,并将

其转化为原材料进行再生。这种方法可以实现电池材料的高效回收利用,但成本较高。

2. 二级利用:将废旧电池进行拆解,筛选出仍具有一定能量的单体电池,并通过组合使用,使其达到一定功率输出。这种方法可以延长废

旧电池的使用寿命,但需要注意安全问题。

3. 三级利用:将废旧电池作为储能设备进行利用,例如用于太阳能或

风能发电站的储能系统中。这种方法可以实现对动力电池材料的最大

化利用,并且有助于提高可再生能源的效率。

四、动力电池梯次利用面临的挑战

1. 安全问题:废旧电池中可能存在着剩余能量和有害物质等安全隐患,需要采取有效措施确保处理过程中的安全性。

2. 成本问题:对废旧电池进行梯次利用需要投入大量成本,在技术和

动力电池梯次利用报告

动力电池梯次利用报告

动力电池梯次利用报告

一、引言

随着电动汽车的快速发展,动力电池的梯次利用成为了一个备受关注的话题。动力电池的梯次利用是指在电动汽车使用一段时间之后,将其电池从车辆中卸下并用于其他领域,如储能系统、电网调度等。本报告将探讨为何要进行动力电池的梯次利用、目前的应用情况以及潜在问题和解决方案。

二、为何进行动力电池的梯次利用

1.资源节约:电动汽车使用寿命一般为8-10年,有一定的使用寿命后仍能提供一定的电池容量。如果不进行梯次利用,这些仍然可用的电池将被废弃,导致资源的浪费。

2.成本降低:电动汽车的电池是成本较高的部分,通过将已经使用一段时间的电池进行梯次利用,可以减少新电池的购置成本,从而降低电动汽车的售价。

3.环境保护:电动汽车的电池材料中包含有毒有害物质,如锂。适当进行梯次利用可以减少电池废弃时对环境的污染。

三、目前的应用情况

1.储能系统:将动力电池用于储能系统可以平衡电网的负荷,提高电网的稳定性。目前,一些能源储存项目已经成功地将废弃的动力电池重新利用,使储能系统成为一个重要的应用领域。

2.电网调度:将动力电池连接到电网上,可以通过调节充电和放电的时间和速率来平衡电网的负荷。

3.其他领域:动力电池尚可用于电动船、物流车辆等特定领域,为这些领域提供清洁能源。

四、潜在问题和解决方案

1.电池容量衰减:动力电池在使用一段时间后,会出现容量衰减的情况。这会影响电池的使用寿命和性能。解决方案可以通过对电池的优化设计以及精准的充放电管理来延长电池寿命。

2.库存管理:随着动力电池的梯次利用,库存管理将成为一个重要的问题。如何准确地评估和管理库存,确保电池的及时供应,同时避免库存积压,需要有合理的管理策略和技术手段。

电池梯次利用调研报告

电池梯次利用调研报告

电池梯次利用调研报告

根据对电池梯次利用的调研,总结以下报告:

1. 梯次利用的概念

梯次利用是指将电池从一种应用环境中拆下后,仍可继续在其他应用环境中使用,以达到更高的利用价值。例如,将电动车用过一段时间的电池拆下来后,仍可继续在储能系统或者家用电器等领域中使用。

2. 电池梯次利用的优势

2.1 提高资源利用效率:通过梯次利用电池,可以延长电池的使用寿命,减少资源的浪费。

2.2 降低成本:电池是高价值的组件,而梯次利用可以降低电池的成本,提高设备的经济性能。

2.3 减少环境污染:电池的制造和处理过程会产生环境污染,而梯次利用可以减少新电池的制造数量,从而减少环境污染。

3. 电池梯次利用的应用领域

3.1 储能系统:将电动车或者手机等用过的电池拆下来后,可以将其用于储能系统,用于储存和释放电能,以满足家庭或工业的需求。

3.2 家用电器:将电动车或者手机等用过的电池拆下来后,可

以将其用于家用电器,如无线遥控器、手电筒等,延长其使用寿命。

3.3 能源发电:将用过的电动车电池拆下来后,可以将其用于

能源发电领域,如储存太阳能或风能等,用于夜间或没有风的时候供电。

4. 电池梯次利用的挑战

4.1 技术难题:由于不同应用环境对电池的要求有所不同,梯

次利用的电池需要满足不同的性能指标,如容量、循环寿命等,这对技术提出了更高的要求。

4.2 安全问题:电池存在着自燃和爆炸的风险,如果在梯次利

用过程中没有得到妥善处理,可能会引发安全事故。

4.3 法规政策:目前对于电池的梯次利用缺乏相应的法规政策

支持,这也制约了电池梯次利用的发展。

动力电池梯次利用及绿色回收技术

动力电池梯次利用及绿色回收技术

动力电池梯次利用及绿色回收技术

随着电动汽车的快速发展,电动汽车动力电池的梯次利用和绿色回收成为了重要的研究课题。动力电池是电动汽车的核心部件,它的循环寿命和回收利用对于电动汽车的可持续发展至关重要。本文将从动力电池梯次利用和绿色回收技术两方面进行探讨。

一、动力电池梯次利用技术

动力电池的寿命一般为8-10年左右,当其在电动汽车中的使用寿命结束后,仍然具有一定的储能能力,可以进行梯次利用。动力电池的梯次利用包括二次利用和三次利用。

二次利用是指将动力电池从电动汽车中拆卸出来后,通过一系列的测试和修复工艺,将其用于储能系统中。储能系统是对电网的支撑,能够储存非高峰期的电能,并在高峰期释放出来,平衡电网负荷。动力电池的二次利用可以延长其使用寿命,提高资源利用率。

三次利用是指将动力电池从储能系统中拆卸出来后,经过更加精细的测试和修复工艺,将其再次用于电动汽车中。由于储能系统对电池的要求不如电动汽车高,所以经过三次利用后的动力电池还可以继续发挥一定的储能和动力输出功能。

动力电池的梯次利用技术可以最大限度地延长动力电池的使用寿命,提高资源利用率。但是,在梯次利用过程中需要注意对电池的监测

和管理,以确保其性能和安全。

二、绿色回收技术

随着电动汽车的普及,废旧电池的回收成为了一项重要的环保任务。动力电池中含有重金属等有害物质,如果随意丢弃或不当处理,会对环境和人类健康造成严重危害。因此,绿色回收技术的发展势在必行。

绿色回收技术主要包括物理处理和化学处理两种方式。物理处理主要是通过机械和热力学方法对废旧电池进行拆解和分离,将有用的材料进行回收利用。化学处理则是通过化学方法将废旧电池中的有害物质进行分解和转化,最终实现资源化利用。

动力电池梯次利用和再生利用

动力电池梯次利用和再生利用

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车用动力电池梯次利用相关标准及技术的研究

车用动力电池梯次利用相关标准及技术的研究

学术研讨车用动力电池梯次利用相关标准及技术的研究

■ 刘学文 何飞宇 黄盈盈 巴 鑫*

(湖北省产品质量监督检验研究院)

摘 要:随着新能源汽车产业的快速发展,我国已成为世界第一大新能源汽车产销国,截至2023年1月,新能源汽车保有量已超过1000万辆。动力电池作为电动汽车的关键部件之一,遵循其生命周期规律,即将进入大规模退役期。基于环境保护、资源利用等因素,国家和社会层面对动力电池的回收和梯次利用都投入了极大的关注。本文对动力电池的梯次利用实际过程中存在的问题进行了探讨。通过梳理产品回收过程中的主要流程,确定了各阶段的主要工作,主要讨论了梯次利用产品余能、循环寿命、安全性等基本性能的标准要求及相应检测技术的发展。

关键词:新能源汽车,动力电池回收,梯次利用,检测标准,检测方法

DOI编码:10.3969/j.issn.1002-5944.2023.11.011

Research on Standards and Technologies Related to the Recycling of Power

Batteries of Electric Vehicles

LIU Xuewen HE Feiyu HUANG Yingying BA Xin*

(Hubei Institute of Quality Supervision and Inspection)

Abstract: With the rapid development of electric vehicles, China has become the world’s largest producer and seller of electric vehicles. By January 2023, the number of electric vehicles has exceeded 10 million in China. As one of the key components of electric vehicles, the power batteries are about to enter a period of mass decommissioning according to the law of its life cycle. Our country and society have paid great attention to the recycling of power batteries for reasons including environmental protection, resource utilization, etc. This paper discusses the problems existing in the actual process of power battery recycling. By delineating the main processes in the battery recycling, the paper clarifi es the main work of each stage, and discusses standard requirements and corresponding testing technology for echelon utilization of product surplus energy, cycling life, safety, and other basic performance of the batteries.

动力电池回收梯次利用的机遇与挑战研究

动力电池回收梯次利用的机遇与挑战研究

—363—

《装备维修技术》2021年第1期

前言:梯次利用是动力电池回收的一个环节,在新能源汽车即将淘汰第一批动力电池的背景下,动力电池回收梯次利用具有很大的发展前景,基于此本文首先对梯次利用的概念进行阐述然后分析当今梯次利用的现状,然后进一步分析得出面临的机遇与挑战。

1.动力电池回收梯次利用

动力电池回收梯次利用是指将电动汽车淘汰的电池用于其它领域进行再次使用,就像南孚电池的广告语所说,电动车用完遥控器收音机接着用。一般来说从电动汽车上淘汰的电池还有60%~80%的电量,虽然不能满足电动汽车的使用但是在其他许多领域是可以继续使用的。梯次使用的理念是正面的,是具有环保意义的,梯次利用可以充分地发挥电池的价值。

2.动力电池回收梯次利用的现状

我国在动力电池回收梯次利用方面处于起步阶段,政府为鼓励动力电池的回收利用,充分发挥电池的余热减少环境污染而出台了许多相关政策。不过尽管梯次利用的想法和前景是美好的,但现实却是很残酷的。事实上梯次利用的效果没有预期的好,电池回收方面有很多不足,从事相关工作的企业数目并不是很多,很多企业由于这样或那样的原因并不愿意对电池进行回收而且在安全性方面也无法得到保障。

3.动力电池回收梯次利用的机遇

梯次利用拥有巨大的潜在市场,梯次利用未来的应用场景十分广泛,主要的场景有通信备用电池、储能集装箱、低速车等。而且我国储能领域的市场需求越来越大,在以后梯次利用的发展中储能领域应是主要方向。但我国目前梯次利用的规模还很小不过随着能源政策的调节以及环保政策的落实我国梯次利用的规模也在逐步发展,从2011年开始,我国就对能源方面的梯次利用项目进行建设,作为世界上三大风光储能之一的张北项目也已经开始了第一期的建设。4.动力电池回收梯次利用的难点与挑战

废旧动力电池梯次利用技术装备开发及应用方案(二)

废旧动力电池梯次利用技术装备开发及应用方案(二)

废旧动力电池梯次利用技术装备开发及

应用方案

一、实施背景

随着中国新能源汽车市场的迅猛发展,动力电池的装机量逐年攀升。然而,当电动汽车的电池寿命到期时,大规模的废旧动力电池如何处理成为当前面临的一大挑战。传统的处理方法,如填埋和焚烧,不仅会带来严重的环境污染,还会导致资源的浪费。因此,开发废旧动力电池梯次利用技术装备对于推动产业结构改革、实现可持续发展具有重要意义。

二、工作原理

废旧动力电池梯次利用技术装备主要包括电池分类、检测、拆解和再利用等环节。首先,通过自动化的分类系统,将废旧电池根据其性能参数(如电池容量、电压和内阻等)进行分类。然后,利用专业的检测设备对电池进行全面的健康状态评估。接着,通过自动或半自动的拆解设备,将电池分解成正极材料、负极材料、电解液和隔膜等部分。最后,对拆解后的材料进行再利用。例如,经过深加工,正负极材

料可以用于制造新的电池;电解液和隔膜可以回收再利用。

三、实施计划步骤

1.市场调研与技术评估:全面了解当前国内外废旧动力电

池处理技术的现状和发展趋势,评估各种技术的优缺点,为后续研发提供参考。

2.设备研发:组织专业的研发团队,结合市场需求,研发

适合中国国情的废旧动力电池梯次利用技术装备。

3.示范项目:在具有代表性的地区或企业建立示范项目,

验证技术装备的可行性和经济性,为后续的大规模推广

应用奠定基础。

4.推广应用:在示范项目成功后,与政府、行业协会和企

业等多方合作,推动该技术装备在全行业的广泛应用。

四、适用范围

该技术装备适用于各类废旧动力电池的处理和再利用,包括但不限于锂离子电池、镍氢电池和铅酸电池等。同时,该技术装备还可适用于各类不同品牌和型号的电动汽车电池,具有广泛的适用性。

锂离子动力电池梯次利用

锂离子动力电池梯次利用

锂离子动力电池梯次利用

梯次利用是指对电池进行多次循环充放电,以延长其使用寿命和提高能源利用效率的一种策略。在锂离子动力电池领域,梯次利用被广泛应用,以提高电池的可靠性和经济性。

梯次利用可以延长锂离子动力电池的使用寿命。锂离子动力电池的寿命通常以循环次数计算。充放电过程中,电池内部的活性物质会发生结构变化和损耗,导致电池容量逐渐下降。然而,通过梯次利用,可以使电池在多个循环中均匀地进行充放电,减轻了电池内部的压力和损耗,从而延长了电池的寿命。

梯次利用可以提高锂离子动力电池的能源利用效率。在电动汽车等动力应用中,电池的能量密度和循环寿命是两个重要指标。梯次利用可以使电池在充放电过程中更加均匀地利用储能,避免了过度放电或充电的情况,从而提高了电池的能源利用效率。

梯次利用还可以减少锂离子动力电池的成本。电池的成本主要包括材料成本和制造成本。通过梯次利用,可以降低电池的使用频率和更换频率,减少了电池的材料消耗和制造成本,从而降低了整个电池系统的成本。

具体来说,锂离子动力电池的梯次利用可以通过以下几个方面实现。应合理设计电池使用策略。根据不同的应用场景和需求,确定合适

的充放电深度、充放电速率和充放电次数等参数。合理的设计可以平衡电池的使用寿命和能源利用效率,实现最佳梯次利用效果。

应加强电池的管理和维护。电池的管理和维护包括对电池进行状态监测、容量补偿、温度控制等措施。通过科学的管理和维护,可以延长电池的使用寿命,提高电池的能源利用效率,实现更好的梯次利用效果。

还可以采用电池组合技术。将多个锂离子动力电池组合在一起,可以增加整个系统的能量容量和输出功率,降低单个电池的充放电深度和循环次数,从而延长电池的使用寿命和提高能源利用效率。

动力电池梯次利用行业发展存在的问题

动力电池梯次利用行业发展存在的问题

动力电池梯次利用行业发展存在的问题动力电池梯次利用行业在发展过程中存在一些问题,主要包括以下几个方面:

1、技术难题:动力电池的梯次利用需要解决一系列技术难题,如电池的剩余寿命评估、性能检测、安全拆解、再利用和系统集成等。这些技术难题目前还没有完全解决,需要进一步研究和开发。

2、成本问题:动力电池的梯次利用需要投入大量的资金和人力资源,包括电池的回收、检测、拆解、再利用和销售等环节。这些成本可能会高于新电池的成本,导致梯次利用的推广受到限制。

3、政策法规问题:政府对于动力电池的梯次利用缺乏明确的政策法规支持,例如对于动力电池回收再利用的标准、规范和监管等方面都存在空白。这会影响到动力电池梯次利用行业的可持续发展。

4、行业标准问题:动力电池的梯次利用需要建立统一的行业标准,包括电池的规格、型号、性能参数等方面。目前市场上不同品牌和型号的电池标准不统一,给梯次利用带来了一定的难度。

5、市场竞争问题:随着新能源汽车市场的快速发展,动力电池的需求不断增加,导致新电池市场的竞争越来越激烈。同时,梯次利用市场也存在着竞争,一些企业可能会采取不正当手段来获取市场份额,影响到整个行业的健康发展。

为了促进动力电池梯次利用行业的发展,需要加强技术研发和人才培养,降低成本和提高效率;同时,政府和企业也需要加强合作,制定和完善相关政策法规和标准体系,提高市场监管水平,推动行业

的可持续发展。

动力电池梯次利用和再生利用现状

动力电池梯次利用和再生利用现状

动力电池梯次利用和再生利用现状

动力电池梯次利用和再生利用是对废旧动力电池进行再利用或回收利用的过程。以下是目前动力电池梯次利用和再生利用的现状:

1.梯次利用:动力电池在车辆使用后,如果容量下降了,可

能无法再满足电动车的动力需求,但仍然有一定的能量存

留。这些废旧电池可以进行梯次利用,转换为其他用途的

电池,如储能系统或低功率电子设备。梯次利用可以延长

电池的使用寿命,最大化电池的价值和资源利用。

2.再生利用:当动力电池的容量衰减到无法满足任何实际需

求时,可以通过再生利用的方式将其回收。再生利用包括

对电池进行拆解、分类和处理。其中,废旧电池中的可再

生资源如镍、钴、锰和锂等可以通过再生工艺进行回收和

提取,用于生产新的动力电池材料。

目前,动力电池的再生利用技术正逐渐发展。一些电动车制造商、电池生产商和专业的回收公司已经开始建立动力电池回收利用的体系,以降低电池在废弃后对环境的影响并实现资源的再利用。此外,一些研究也在探索电池再生利用的新技术,如固体废物处理技术和化学回收技术等。

尽管动力电池的梯次利用和再生利用已经取得一定的进展,但仍面临挑战。其中主要挑战包括技术成熟度、回收和处理的成本效益以及法律法规的制定。因此,继续推动和支持动力电

池的梯次利用和再生利用技术的研究和应用,是实现可持续的电动汽车产业链的重要举措。

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随着国家对电动汽车补贴政策中对关键指标的调整,比如能量密度小于

105wh/kg没有补贴,该值越大补贴力度越大;续航里程150公里以下没有补贴,续航里程越大补贴力度越大等(见下表1和2),磷酸铁锂被国内车企纷纷弃用,带来磷酸铁锂电池产能过剩,六氟磷酸锂矿石大幅降价等现象,如果能把这些过剩的产能向储能产业转移,无疑对电池企业和储能电站建设业主是一种降本增效的双赢局面。因为目前来看,国内投入建设(示范项目居多)的大多数储能电站都是采用磷酸铁锂锂电池,少数采用铅炭电池、钠硫电池、液流电池、超级电容等储能形式,但只要上锂电池系统,基本都采用磷酸铁锂,采用三元等其它形式的,往往也是示范性地做个几十千瓦,用以对比收集数据。

表1 国家对电动车依据能量密度的补贴表

表2 国家对电动车依据续航里程的补贴表

那么动力电池退役后往储能电站方向的梯次利用是否存在一定问题呢?

下面我们对于相关问题逐步进行下梳理。

一、用于乘用车及储能电站电池的诸多不同点:

1、电池数量相差比较大:一般乘用车动力型电池,数量也就是几千块,比如特斯拉model-S基本是7600多块电池,国内的比亚迪等磷酸铁锂电池因为功率比特斯拉小(特斯拉一般是85KW,而国内车辆一般不超过60KW,所以两者的续航里程数相差很多),而兆瓦级的储能电站一般都达到几万块或几十万块电池(取决于系统容量和电池封装类别)。这么多的电池要经过串并联组合,从而输出符合要求的电压和电流,那么对电池管理系统和能量管理系统(即通常所说的BMS和EMS)要求陡然上升;

2、运行过程大不一样:车辆用动力型电池要求瞬间出力要足够大,比如启动和起步的时候要求能够有足够大的功率达到足够的扭矩驱动车辆迅速提速,反映在电池指标上就是要求电池的放电倍率要足够大,一般要求2C以上的电流,甚至要达到10C。而对于储能电站用的能量型电池,根据不同的使用场景,对电流倍率会有不同要求,比如对于削峰填谷,一般要在峰时段均匀放出夜间随存电力,时间往往是2~4个小时,此时的电流倍率为0.5~0.25C。也就是说此场景下对电池的倍率要求比较宽松,对电池的循环寿命有好处。另外一个应用场景就是储能电站参与电网辅助调节,比如深度调峰和AGC辅助调频。深度调峰对于时间也不是要求很短,以1小时前后为多,也就是1C左右的电流倍率为多,而参与AGC辅助调频就不一样了:AGC调频要求快速反应,Kp值要尽可能地大(最大为10),电池系统往往被要求在几分钟到几十分钟时间内放出所有电力(控制在一定放电深度DOD内),那么此时的电流倍率将达到5C~1C范围,对电池放电倍率特性要求很高,也严重考验电池质量和严重影响电池寿命;

3、应用环境不一样:电动车应用在道路场景,可能是市区也可能是高速,可能是夏季也可能是冬季,可能是南方也可能是北方,车辆行驶过程有可能产生颠簸,碰撞,温度的骤然变化,有可能造成电池或电路损坏,进而引发事故。而储能电站的运行环境相对友好,温度恒定,工作环境安静,运行平稳;

4、对能量密度要求不尽相同:由于乘用车内部空间有限,且对行驶质量要求尽量轻便,故对能量密度要求尽可能高,这也是国内外乘用车电池目前几乎全部采用三元

锂的原因。而储能电站安装运行环境为陆上静止环境,场地一般足够大,对电池重量和能量密度可以放宽要求,反倒是由于电池数量众多,对单体电池的一致性要求甚高;

5、乘用车由于人员与电池同乘,对电池系统的安全性要求非常高,对于容易引发电池短路、着火甚至爆炸的因素必须全部一一消除,不能留有隐患。储能电站相对要求低一点,但也不是说储能电站的安全性不重要,恰恰相反,因为储能电站电池数量众多,电芯、模组、电池架串并联组合关系复杂,稍有不慎,就容易引发电池侧事故,而且一旦着火往往火烧连营,一烧一大片,损失惨重,如果刚巧电池集装箱或板房内有人员作业或巡检,若伤及人员,那后果不堪设想,所以安全问题对任何应用场景都是非常重要,容不得半点麻痹大意和懈怠疏忽的;

6、锂电池技术路线侧重点不同:车用动力电池在国内多采用磷酸铁锂,这是因为与国外厂家,比如特斯拉采用三元铝(NCA)线路不同,国内厂家比如比亚迪看中的是磷酸铁锂的低价格、较高的安全性、较好的高温性能,其实我认为除了这些看得见的、能够拿到桌面的原因之外,国内车企对BMS和EMS的不大自信是另外一个重要原因,因为三元电池安全性方面比磷酸铁锂要差,这就要求电池管理系统要具有超强的检测、报警、控制、协同运行能力,而国内的软件水平应该还达不到特斯拉这样高的水准,因此选择铁锂路线实际上也是一种规避风险策略,实现弯道超车的不得已的选择。但小巧终究难堪大用,随着国家对锂电池补贴政策的调整,国内车企又纷纷改弦易辙,重回三元锂路线,没办法,磷酸铁锂的能量密度提升空间几至极限,而三元电池还有广阔的探索领域及值得期待的提升空间。研究者发现随着镍金属在三元材料中占比的提升,电芯的能量密度呈上升趋势,以前三者比例是3:3:3,后来是5:2:3,现在最新的研究热点是8:1:1,随着镍金属含量占比的提高,钴在其中的占比越来越小,自然解决了世界钴矿石储量有限,几近枯竭所以越来越贵的难题。而镍元素在自然界中存量是比较普遍的,不存在价格抬高的顾虑。

但正如前面说到,国内车企当初选择磷酸铁锂电池作为动力电池,一个重要原因是对能量管理系统的没有把握,那么现在这个问题自然是依然存在,只不过车企

对新能源补贴的追求暂时屏蔽了该问题的存在。但问题就是问题,不管你屏蔽不屏蔽,它都是存在的。尤其是一些中小车企,因为仓促转型,各方面配套设施、技术手段和资金都没有跟上,发生安全问题的几率很大。昨天,一辆成功新能源面包车在深圳某充电站充电过程起火燃烧,就是这类问题的反映。

图1 成功面包车充电过程着火

二、上面诸多不同点对电池在两种场景下的使用会产生哪些影响?

我国从2015年开始新能源汽车产业开始发力,当年下达的目标是年内保有50万辆新能源汽车,全国新能源汽车的产能从当年8月份的2万辆猛增到10月份的10万辆,短期的供需不平衡导致国际上六氟磷酸锂的价格从8月份的8万元每吨涨到12月份的25万元每吨。这些大量增加的新能源汽车几乎全部采用磷酸铁锂电池,到2018年开始陆续进入更换期,而更换下来的磷酸铁锂电池还有80%左右的电量,直接拆分属于暴殄天物、浪费资源,那么梯次利用就被适时地提了出来:退役的动力电池可以作为储能电池使用,既降低了一次投资的成本,也有效利用了退役电池的残余价值,达到废物利用、变废为宝的目的。但值得注意的是,动力电池经过3/4年的使用,电池内耗严重,而且储能电站的电池众多,一致性问题显得格外重要:试想一下,如果一串电池由几十个18650电池组成,在充电过程中,大多数电池还没有达到规定的电压,但个别几块电池已经达到规定电压上限,再继续充电的话这些电池就进入过充状态,温度升高引起BMS报警,严重可能引发安全事故,甚至着

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