废旧动力锂离子电池典型场景及推广难点

ليکڪ: آئي فلو پاور - Nešiojamų elektrinių tiekėjas

随着新能源汽车的推广，未来动力锂离子电池将面临大规模退役问题。 2020年，一批最早推广的新能源车型即将退役，预计今年的退役规模将达到25GWH(约20万吨)。 如何利用、管理好这一规模的废弃锂离子电池，值得我们大家一起共同思考。

在我国政府的大力推动下，我国已成为全球最大的新能源汽车市场，也是最大的新能源动力锂离子电池加工国。 据动力锂离子电池化学与物理电源行业协会报告。 随着新能源汽车的推广，未来动力锂离子电池将面临大规模退役问题。

2020年，一批最早推广的新能源车型即将退役，预计今年的退役规模将达到25GWH(约20万吨)。 如何利用、管理好这一规模的废弃锂离子电池，值得我们大家一起共同思考。 1.

废旧动力锂离子电池回收阶段划分当动力锂离子电池不能完全满足车辆需求时，可以将其用于其他场景，继续发挥其功能，实现资源利用率最大化。 根据电池性能下降的程度，回收利用一般分为四个阶段，从第一阶段由低到高延伸，直至完全无法满足各个场景的使用要求，即为再生利用。 第一期电池可用于低速电动车、电动三轮车等低速电动车。

放电功率，以及电动三轮车领域场景；第二阶段电池可应用于电源等储能场景，发挥电池的性能；电池期望是低端储能，例如家庭储能，充电宝等；第四阶段电池将进行再生，回收金属元素。 前三阶段中的动力锂离子电池是阶梯利用环节，能够提高阶梯的经济性，是全生命周期价值提升的重中之重。

2. 阶梯首先由电池解决方案决定。 不是整包，如性能好，且满足相应场景要求，整包进入阶梯利用率。

如果不能使用，就拆解模块，选一个性能好的，再重组一下。 将不能满足要求的模块进一步拆分成单体，选择能够进行梯形二次复合的单体。 3.

典型的梯子使用场景及其工况需要多种场景的利用方式，每种场景都有相应的使用要求。 本文将针对典型的使用场景，分解各类场景下废旧动力锂离子电池处理的难度程度。 3.

1 通信基站运动使用场景 通信基站出于安全性考虑，电池材料限制，仅采用铁离子锂电池。 电池分为分立式和集成式两种。 二者的区别在于电池模块与电池管理系统是集成在一起的。

废旧电池在这两种形式下都可以实现阶梯式处理，对比两种电源（YD/T 2344.1-2011通信用磷酸铁锂离子电池组第1部分：一体化电池组、YD/T2344.2-2015通信用磷酸铁锂离子电池组第2部分：分立电池组），可以看出只有在循环寿命的要求上差别很大，其他指标要求相差无几。

通过对比汽车动力锂离子电池与通信基站备用电源的实验内容和方法不难发现，汽车动力锂离子电池退役后，如果仅剩余容量发生变化，其他性能衰退并不严重。 只需注重容量保持率、电池组一致性、深度放电等，即可用于通信基站备用电源。

表2 电池与基站对比标准及实验措施3.2 储能容器也可在储能领域推广，通常使用应急能源，也可储存于电网负荷。 在电网高负荷时输出电能，实现削峰填谷作用，减少电网波动。

储能集装箱系统将聚集储能电池、电池管理系统BMS（BatteryManagementsystem）、储能变流器系统PCS（PowerControlsystem）、Annomeric监控系统、消防系统、空调系统等。 典型的40英尺（12192mm×2438mm×2896mm）集装箱储能系统建筑方式整合4部分：储能变流器PCS、阶梯电池组、主动平衡电池管理系统BMS和电池柜，并配备动力环境控制系统消防系统。 由于容器体积较大，现场建议对废旧动力锂离子电池进行整包利用，降低电池拆包改制成本。

同时，若系统布置在工业园区等空旷空间，可与光伏板配合发电，进一步提升储能系统的经济性。 公司建设的储能集装箱往往难以接入国家电网，在园区内组建电力微网才是最切实可行的做法。 若储能容量较小，则优先通过充电桩给新能源汽车充电；若储能容量较大，则可以考虑用于办公楼宇的供电。

3.3低速汽车使用场景低速电动汽车涵盖电动自行车、电动摩托车、电动三轮车、低速电动车等。 针对快递公司使用的电动三轮车问题，一些企业开展了阶梯电瓶租赁模式的示范推广。

电池的产权归梯子所有，送货公司付款，后期电池的维修、更换也是梯子负责。 这样的商业模式可以带来以下几点好处：（3）有利于延长电池的使用寿命；（4）使用完后可以梯次利用，电池可以得到有效回收，进入再生利用环节，同时警惕电池造成环境污染。 根据《四轮低速电动汽车技术条件》（征求意见稿），低速电动汽车用动力锂离子电池在安全性、电性能和循环寿命三项关键技术上，参照新能源汽车用动力锂离子电池标准，轿车用梯形动力锂离子电池属于高低速汽车类别。

表3 低速电动汽车对动力锂离子电池的性能要求3.4 AGV小车使用场景AGV（AutomateDGUIDVEHICLE，AGV）小车指装有电磁或光学导引装置，能沿预定的导引路径行驶，具有安全保护功能和各种运输车辆，工业用途不需要驾驶员携带小车，基于电池。 AGV小车的状态特征是：路线固定、充电浅、使用方便。

目前AGV小车通常采用的电池还是铅酸电池。 因此可以将原来的铅酸电池更换为阶梯动力锂离子电池。 表4AGV电池铅酸电池与阶梯式锂离子电池性能比较4进一步发展。

4.1拆解利用率，每辆车的拆解成本不一样，不可能使用同一套拆解流水线，导致电池拆解极其不方便。 自动化程度极低。

废旧动力锂离子电池在进行分选时，需要通过多道工序，包括质量检测、安全评估、循环寿命检测等，然后再挑选出电芯，重新进行分选。 整个溶液被消耗，成本较高。

4.2梯次电池的安全性应予以重视退役动力锂离子电池经历严酷的汽车使用环节。 各方面的性能衰退都难以区分，特别是电池的安全性应引起行业重点关注。

随着电池使用寿命的延长，火灾、自燃等安全隐患也急剧上升。 新电池的安全标准已经很齐全了，但是梯次电池的安全却没有涉及到相关的标准。 有的公司提出利用大数据来判断电池模块的健康状况，这种方法可以或者作为人工筛选的辅助手段或者作为人工筛选的单独手段。

同时，梯次电池的使用场景缺乏掌控。 哪些场景可以使用，哪些场景在没有相应要求的情况下禁止使用梯次电池；梯次电池该如何处理，如何进行监控，事故责任追究，行业监管的空白区域该如何判断。 5、动力锂离子电池梯次利用享誉盛名的强劲锂离子电池梯次利用产业化发展。

通过以上内容可以看出，废旧动力锂离子电池的阶梯式处理，可以实现资源利用率的最大化，符合绿色化、循环化、持续化。 其使用场景丰富，市场空间巨大，在使用的前提下可以创造巨大的经济价值。 然而行业也面临经济性、安全性的双重考验，但只有突破两个瓶颈，才能迎来行业的高质量发展。