钜大LARGE | 点击量：1076次 | 2018年07月20日
动力电池梯次利用急需顶层设计
梯次利用能实现循环经济的利益最大化，但其面临的难题也很多，首要解决的便是把动力电池梯次利用从战略层面导入设计，避免走弯路，下好梯次利用产业化发展的“先手棋”。政府和行业协会需要就动力电池梯次利用做出前瞻性的设计，找准难点和优先方向，实现梯次利用的产业化。
动力电池从开始使用到电池能量完全耗尽报废的寿命约为20年，但是当动力电池只能充满原有电量80%的时候，就不适合继续在电动车上使用。通过梯次利用，二次动力电池可以有其他用途。
就产业现状来看，不同车企的电池路线、规格和测评要求各不相同，造成了电池的型号过多、产量过度分散，为梯次利用带来难度。此外，新能源汽车产业链条中各自为政的态势，单靠车企、电池企业或者电池租赁的运营商主动牵头从事动力电池梯次利用的研究，难度较大。
现行的动力电池梯次利用政策框架
根据机构预测，2020年将迎来10GWh退役规模。除了确定报废的拆解回收原材料，将其在其他场景再次梯次利用更能发挥动力电池的剩余价值。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
我国自2011年起开始将动力电池回收利用工作纳入新能源汽车推广应用的政策体系，并在2012-2020年节能与新能源汽车产业发展规划中对未来动力电池回收工作进行了明确规划。
2015年年底至今年初，多部委专门针对电动汽车动力蓄电池的回收利用出台指导性和规范性文件，促进新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用产业规模化、规范化、专业化发展，提高新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用水平。
今年1月份，五部委联合下发《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015年版)》，提出对动力电池回收利用实施生产者责任延伸制度，电动汽车生产企业应承担电动汽车废旧动力蓄电池回收利用的主要责任，动力蓄电池生产企业应承担电动汽车生产企业售后服务体系之外的废旧动力蓄电池回收利用的主要责任。同时，政策还对构建回收体系，开展回收业务的企业应具备的条件，废旧动力电池拆解、贮存、运输和再利用原则等内容提出了明确要求。
《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》提出，应根据废旧动力蓄电池的容量、充放电特性及安全性评估等实际情况综合判断是否满足梯级利用相关要求，对符合要求的废旧动力蓄电池分类重组，提高综合利用经济效益。《废电池污染防治技术政策》(征求意见稿)中，将已经失去使用价值而被废弃的动力电池组(包)、模块或单体电池单独作为一个类别纳入废电池污染防治管理体系。
以上相关文件规定，共同构成了动力电池回收利用的政策框架，为行业和企业开展业务工作指明了方向。但总体来看，具体指向动力电池梯次利用的文件条目不多，部分需要明确的事项尚未系统化规定。
梯次利用有案例可循但无专门从事业务的企业
目前，动力电池的梯次利用正处于研究过程中，梯次利用的案例多是示范性质。如北京市科委的“电动汽车锂离子电池系统全生命周期利用技术研究与示范”项目组，利用退役的动力电池，在电动场地车、电动叉车和电力变电站直流系统上进行改装示范，经实测回收电池性能相比传统铅酸电池有优势，且经济性较好。
日本的4REnergy株式会社将回收的电池应用于储能，开发了标称功率分别为12、24、48、72、96kW的家用和商用储能产品。美国的杜克能源、EnerDel、日本的伊藤忠商事，也在回收容量低于80%的退役电池，推广家用储能设备。其他诸如加州理工大学、美国西北太平洋国家实验室主要针对不同体系电池二次利用的性能表现、电池的可靠性、电池的成本等方面做了研究。
由于动力电池梯次利用仍然处于技术验证和项目示范阶段，因此并没有专门从事梯次利用业务的企业，目前梯次利用储能项目的参与方主要有科研机构、动力电池生产企业、电动汽车制造商、储能产品及零部件开发商、储能系统集成商、电力用户、废旧电池回收企业等。
中短期内，电动汽车和动力电池系统生产企业是梯次利用的最主要市场推动力。以电动汽车生产企业为主导，与动力电池生产企业、储能产品及零部件开发商开展合作，是现阶段开展梯次电池在储能领域中的示范应用和商业化探索的主要方式。
梯次利用仍存在技术和市场的不确定性
业内专家表示，能否建立起经济可行并且能够持续健康运行的梯次利用商业体系，还取决于以下因素。
首先，是否具备梯次利用的技术能力和市场策略，包括从电动汽车上拆卸动力电池包、检查系统是否具有梯次利用能力、将电池系统拆解并重新组成新系统、为梯次电池系统的运行提供维护服务等相关方面的技术能力，以及选择合适的领域开展商业化的梯次利用项目。
面对成本快速下降、性能大幅提升的新电池，如何解决退役动力电池技术性能降低与梯次利用技术成本增加之间的矛盾。一方面，面对退役动力电池大幅衰减的容量和寿命，梯次利用产业必须给出极低的价格才能满足市场要求，；另一方面退役动力电池的回收、运输、电池测试、筛选和系统重组等环节技术难度大、工艺复杂，带来成本增加。
新能源分析师孙栋栋表示，包括国家电网下属的北京、浙江公司，都在致力于动力电池的余能研究，投入资金上马梯次利用研究项目，但是进展相对缓慢。
除了商业操作层面、政策法规上的困难和欠缺外，纯技术层面首先就面临着很大的障碍。由于动力电池比较特殊，仅从时间上看，比如出厂日期、累计使用时间的单一数据无法判断剩余价值，因为电池剩余价值与时间呈非线性关系，还需要SOH及其他关键数据，而这些数据是在使用过程中由BMS（电池管理系统）测量计算产生。技术上的困难就在于此，一是数据的准确性，二是数据的完整性，三是数据的可获得性，四是数据的安全性。这几个问题都与BMS脱不了干系，所以，动力电池的梯次利用，BMS才是关键。
政府层面需要从顶层设计发力
中国工程院院士杨裕生认为，经过检测和处理后，在动力电池外观完好、没有破损、各功能元件有效的情况下，可进行梯次利用在通信、储能等领域，也可以用在公园景区的短距离电动场地车、游览车、高尔夫球车上，作为这些低速电动车的动力源。
业内不少企业开始关注，示范项目也逐步形成。杨裕生认为，动力电池梯次利用不仅可以实现，而且还将成为新能源汽车“后市场”中非常有前景的视角。
目前国内部分省份在推动新能源汽车用动力电池梯次利用方面已经抢先起跑。国网浙江电力公司于2013年编制完成了《动力电池电动自行车梯次利用技术方案》，其对电动汽车报废电池的电芯进行重组，改造成用于48伏电动自行车的动力电源，实现节能减排。除杭州外，北京也对动力电池梯次利用进行了探索。今年3月，由国网北京电科院开展的退役电池梯次利用储能工程落地大兴电动汽车充电站。
通过动力电池梯次利用项目的开展，将为电动汽车退役电池的产业化发展探索道路，并且在不增容、扩容的条件下，改变充电设备的接入方案来满足当前直流快充的负荷控制需求，在新能源汽车规模化发展方面有深远意义。
电池梯次利用应用于规模储能还有很长的路要走，但是业内专家表示，分散的、小规模的梯次利用可能更有实际意义。自家的新能源汽车，淘汰下的电池，稍加改装，成为自家的“移动充电宝”，或者像特斯拉能源墙一样，成为小规模分布式储能的一部分，更容易实现。
国家科技部部长万钢指出，政府层面要充分发挥现有在线检测监控系统作用，累计历史数据来支撑退役电池甄别、分级和梯次利用。同时，加快建立电池回收体系，构建动力电池回收体系产业链。还应该尽快出台车用动力电池回收利用政策和法律法规，明确责任主体，建立监督监管制度。这个在专项中有所部署，但产业要快速建设起来。
同时，动力电池的梯次利用产业链，涉及到用户(车主或商业运营单位)、车企、动力电池企业、梯次利用企业，如何创造一个共生共赢的产业链生态圈，必须要考虑。如果仅仅是后端的梯次利用企业获利，那么用户、车企、以及动力电池企业，就没有足够的动力去参与和推动动力电池的梯次利用，产业规模就难以起来。
这既需要政府层面建立相关规范和标准，也需要产业链各环节的企业，紧密合作。
建立科学的动力电池评估体系是先决条件
万钢表示，未来要加强对退役电池的质量、性能鉴别、分级等测试评价技术和标准方面的研究，要制定相关标准，推动梯次利用。
目前我国和德国建立了中德电动汽车的联合研究中心，集高校、研究院所、整车企业和零部件企业在一起，共同研究未来发展、标准体系建设等。
业内专家建议，要加强技术和标准方面研究，制定相关标准推动梯次利用。从国际上看，动力锂电池梯级利用主要应用领域是家庭储能、新能源分布式发电储能、防灾据点以及通信基站等。这些领域应用对能量密度的要求不高，但是对电池的循环寿命和价格要求相对较为苛刻，需要考虑电池回收、转换及运输等多重成本。
梯次利用的核心词就是残值，卓能新能源(广西)总经理邓纶浩认为，关于梯次利用，如果电池包拿回来以后，发现某个电池有问题，把它换下来，换一个新的或者维修过的，进行循环利用，成本大幅度下降，这是全生命周期的概念，这点恰恰是作为电池厂或者车厂容易忽视的问题。
梯次利用是解决降低成本或者给企业有一条其他出路的办法，但必须要做全生命周期的评估，评估完了以后，才知道汽车上充电电量降至70-80%不能用的电池，能不能在其他地方使用，这样才能把成本核算出来。
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