扭矩動力儲能電池梯次根據重要技巧亟需挑戰

在不久前召開的2018年新能源汽車動力蓄電池回收利用體系論壇上，作為動力電池梯級利用主體企業，中國鐵塔與11家新能源汽車主流企業簽署了戰略合作協議。根據協議，中國鐵塔將與新能源汽車企業組織開展全國范圍內的退役動力電池回收合作。

梯次利用，是電動汽車動力電池退役后除了回收拆解外的另一出路。據了解，電動汽車動力電池的使用壽命為5-8年左右，為保證續駛里程和安全運行，汽車電池在剩余80%容量時就需退役，根據性能進入梯次利用或回收拆解環節。然而記者了解到，動力電池的梯次利用還存在諸多技術難題，高昂的成本也讓梯次利用難以實現經濟性。

梯次利用前途廣

據了解，目前退役動力電池主要應用于低速電動車、儲能、通信基站備用電源等領域，不同應用領域對電池的要求也不盡相同。“電池梯次利用一定要找到合適的應用場景，并確定合適的使用邊界條件，如充放電倍率、使用溫度和充放電深度等，在確保使用安全的前提下，充分發揮退役電池的剩余價值。”中國電力科學研究院儲能電池本體技術研究室主任楊凱認為。

“梯次利用的應用場景非常廣泛，兆瓦級以下的利用場景包括通訊基站備用、分布式儲能系統、旅游觀光車、太陽能路燈等，兆瓦級以上的儲能系統產品主要在新能源發電側，光伏電站以及風電廠，可以嘗試用退役的磷酸鐵鋰電池。例如風電單機儲能系統，為風電廠做調峰和調頻。”桑德集團智慧能源有限公司總經理高淵博介紹。

據了解，退役動力電池目前應用較多的領域是通信基站。中國鐵塔自成立之初便開展車用動力電池梯次利用研究，并在2015年初開展退役動力電池替換現有的鉛酸蓄電池試驗，驗證了梯次利用電池應用于通信基站領域的可行性。

關鍵技術成掣肘

記者了解到，退役動力電池進入梯次利用并不是“拿來就用”，還有一道道的技術“坎”要邁。業內普遍認為，動力電池梯次利用的難點是電池一致性管理及安全控制。據國家863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬介紹，電動汽車的動力電池進入儲能領域梯次利用時，面臨和儲能系統通用性不一致等諸多問題。“動力電池的插槍式充電和儲能的不離網方式，對電池的管理有著不一樣的標準。”這對電池的檢測和安全監控技術提出了很高的要求。

楊凱指出，動力電池進入梯次利用環節的關鍵技術亟待突破，如快速準確的性能評估技術、低成本的分選重組技術、在線安全狀態預警技術等。“在梯次利用電池健康狀態評估等關鍵步驟，業內做得還比較膚淺。”楊凱坦言。電池在梯次應用環節的安全性和電池本體的安全性有本質的差別，然而現有儲能工程應用環節的電池安全幾乎是缺失的。“一旦出現問題就很難控制，比如儲能系統失火后基本都會燒光。”

王子冬也坦言，目前缺乏較好的技術來對退役電池進行快速準確的健康性能評估。楊凱告訴記者，動力電池的歷史數據是很重要的資源，檢測和監控部門可以通過分析歷史數據來判斷電池的健康狀態、安全隱患、剩余使用壽命等，這比直接檢測個別電池節省很多精力。“動力電池拆解組裝和梯次利用整個過程的監管都有大數據，但是幾乎沒有人利用這些數據對電池進行評估和診斷。”王子冬說。

“動力電池梯次利用的前景廣闊，未來隨著新能源汽車裝機規模快速增長，退役電池的回收利用問題迫在眉睫。”高淵博表示。

經濟價值尚未體現

業內專家告訴記者，不是所有退役動力電池都有梯次利用價值。至于哪個時期生產的電池能夠進行梯次利用，“我們把這個線劃到2012年比較合適。”楊凱表示。而高淵博認為，2014年以后的動力電池才有梯次利用的價值。早期的動力電池進入梯次利用后，壽命和安全性都得不到保證，經濟性也無法實現。

“退役電池的梯次利用率達到一定程度后才能實現經濟價值。但是為什么梯次利用沒有成功的商業模式？主要是在經濟性上沒有找到支撐點。”王子冬分析道。

高淵博認為，降低電池梯次利用的成本是實現經濟性的途徑。“經過測算，在梯次利用環節如果將電池拆分到模組級，成本將非常高，甚至會高于儲能系統新電池的集成成本，因此我們主張將電池整包進行利用。”

此外，王子冬告訴記者，梯次利用相關企業目前沒有專門機構對動力電池進行健康性能評估，雖然可以委托第三方檢測機構，但是由于檢測成本較高，車企和電池生產企業都不愿對此負責，這就導致了安全責任的缺失。

業內人士呼吁，為降低梯次利用的技術難度，提高利用經濟性，動力電池在生產制造之初就應做好回收利用的考慮和設計。“梯次利用水平與新電池的水平提升是相輔相成的，隨著動力電池的性能提高，價格下降，未來電池的梯次利用性能肯定會越來越好，價格也會不斷降低。因此動力電池還是有梯次利用價值的，只是在應用的技術環節上還需要進行深入研究。”楊凱表示。