动力电池梯次利用关键技术亟待突破

在不久前召开的2018年新能源汽车动力蓄电池回收利用体系论坛上，作为动力电池梯级利用主体企业，中国铁塔与11家新能源汽车主流企业签署了战略合作协议。根据协议，中国铁塔将与新能源汽车企业组织开展全国范围内的退役动力电池回收合作。

梯次利用，是电动汽车动力电池退役后除了回收拆解外的另一出路。据了解，电动汽车动力电池的使用寿命为5-8年左右，为保证续驶里程和安全运行，汽车电池在剩余80%容量时就需退役，根据性能进入梯次利用或回收拆解环节。然而记者了解到，动力电池的梯次利用还存在诸多技术难题，高昂的成本也让梯次利用难以实现经济性。

梯次利用前途广

据了解，目前退役动力电池主要应用于低速电动车、储能、通信基站备用电源等领域，不同应用领域对电池的要求也不尽相同。“电池梯次利用一定要找到合适的应用场景，并确定合适的使用边界条件，如充放电倍率、使用温度和充放电深度等，在确保使用安全的前提下，充分发挥退役电池的剩余价值。”中国电力科学研究院储能电池本体技术研究室主任杨凯认为。

“梯次利用的应用场景非常广泛，兆瓦级以下的利用场景包括通讯基站备用、分布式储能系统、旅游观光车、太阳能路灯等，兆瓦级以上的储能系统产品主要在新能源发电侧，光伏电站以及风电厂，可以尝试用退役的磷酸铁锂电池。例如风电单机储能系统，为风电厂做调峰和调频。”桑德集团智慧能源有限公司总经理高渊博介绍。

据了解，退役动力电池目前应用较多的领域是通信基站。中国铁塔自成立之初便开展车用动力电池梯次利用研究，并在2015年初开展退役动力电池替换现有的铅酸蓄电池试验，验证了梯次利用电池应用于通信基站领域的可行性。

关键技术成掣肘

记者了解到，退役动力电池进入梯次利用并不是“拿来就用”，还有一道道的技术“坎”要迈。业内普遍认为，动力电池梯次利用的难点是电池一致性管理及安全控制。据国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬介绍，电动汽车的动力电池进入储能领域梯次利用时，面临和储能系统通用性不一致等诸多问题。“动力电池的插枪式充电和储能的不离网方式，对电池的管理有着不一样的标准。”这对电池的检测和安全监控技术提出了很高的要求。

杨凯指出，动力电池进入梯次利用环节的关键技术亟待突破，如快速准确的性能评估技术、低成本的分选重组技术、在线安全状态预警技术等。“在梯次利用电池健康状态评估等关键步骤，业内做得还比较肤浅。”杨凯坦言。电池在梯次应用环节的安全性和电池本体的安全性有本质的差别，然而现有储能工程应用环节的电池安全几乎是缺失的。“一旦出现问题就很难控制，比如储能系统失火后基本都会烧光。”

王子冬也坦言，目前缺乏较好的技术来对退役电池进行快速准确的健康性能评估。杨凯告诉记者，动力电池的历史数据是很重要的资源，检测和监控部门可以通过分析历史数据来判断电池的健康状态、安全隐患、剩余使用寿命等，这比直接检测个别电池节省很多精力。“动力电池拆解组装和梯次利用整个过程的监管都有大数据，但是几乎没有人利用这些数据对电池进行评估和诊断。”王子冬说。

“动力电池梯次利用的前景广阔，未来随着新能源汽车装机规模快速增长，退役电池的回收利用问题迫在眉睫。”高渊博表示。

经济价值尚未体现

业内专家告诉记者，不是所有退役动力电池都有梯次利用价值。至于哪个时期生产的电池能够进行梯次利用，“我们把这个线划到2012年比较合适。”杨凯表示。而高渊博认为，2014年以后的动力电池才有梯次利用的价值。早期的动力电池进入梯次利用后，寿命和安全性都得不到保证，经济性也无法实现。

“退役电池的梯次利用率达到一定程度后才能实现经济价值。但是为什么梯次利用没有成功的商业模式？主要是在经济性上没有找到支撑点。”王子冬分析道。

高渊博认为，降低电池梯次利用的成本是实现经济性的途径。“经过测算，在梯次利用环节如果将电池拆分到模组级，成本将非常高，甚至会高于储能系统新电池的集成成本，因此我们主张将电池整包进行利用。”

此外，王子冬告诉记者，梯次利用相关企业目前没有专门机构对动力电池进行健康性能评估，虽然可以委托第三方检测机构，但是由于检测成本较高，车企和电池生产企业都不愿对此负责，这就导致了安全责任的缺失。

业内人士呼吁，为降低梯次利用的技术难度，提高利用经济性，动力电池在生产制造之初就应做好回收利用的考虑和设计。“梯次利用水平与新电池的水平提升是相辅相成的，随着动力电池的性能提高，价格下降，未来电池的梯次利用性能肯定会越来越好，价格也会不断降低。因此动力电池还是有梯次利用价值的，只是在应用的技术环节上还需要进行深入研究。”杨凯表示。