锂电池梯次利用.pdf

背景
近年来;受益于政策、补贴;我国新能源汽车呈现快速增长;进而导致
动力锂电池的需求量和报废量不断增长..统计数据显示;2015年中国锂电
池总产量47.13Gwh;其中;动力电池产量16.9Gwh;占比36.07%；消费锂电
池产量23.69Gwh;占比50.26%；储能锂电池产量1.73Gwh;占比3.67%..报
告测算;到2020年动力锂电池的需求量将达到125Gwh;报废量将达
32.2Gwh;约50万吨；到2023年;报废量将达到101Gwh;约116万吨..
当前;电池金属材料资源的供需不平衡正逐渐显现..随着新能源车下
游需求逐步明确;国内动力电池厂商2016-2017年纷纷扩大产能;尤其是三
元电池的扩张;进一步提升了对钴的需求因此从废旧电池中回收再利用钴
也越来越具有经济性..对企业而言;动力电池回收蕴藏着巨大的商机;经
过回收处理;可以为电池生产商节约原材料成本..此外;动力电池回收还
与政府建设低碳经济和环境友好型社会密切相关..
电动汽车的动力电池性能会随着充电次数的增加而衰减;当电池容量
衰减至额定容量的80%以下时;动力电池就不适于应用在电动汽车上;这意
味着其在电动汽车上的使用寿命终止..如果直接将电池淘汰;必将造成资
源的严重浪费;同时也会导致环境污染..
国标GB/T34013-2017电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸明确规定
了电动汽车用动力蓄电池的单体、模块和标准箱尺寸规格要求..这一标准
可有效解决此前存在于动力电池梯次利用中;动力电池由于尺寸不一难以
匹配储能电站或家用储能设备结构的难题;也降低了动力电池的梯次回收
利用的门槛..
国标GB/T34014-2017汽车动力蓄电池编码规则规定了动力电池编码
基本原则、编码对象、代码结构和数据载体..该标准发布;可在动力电池生
产管理、维护和溯源、电动汽车关键参数监控;特别是在动力电池回收利用
环节;凭借可追溯性和唯一性;更加准确地确定动力电池回收的责任主体..
国标GB/T34015-2017车用动力电池回收利用余能检测..则规范了动
力电池外观检查、极性检测、电压判别、充放电电流判别、余能测试等检
测流程;为车用动力电池的余能检测提供评价依据;有助于提高废旧动力
蓄电池余能检测的安全性和科学性..
随着新能源汽车保有量的增长;动力锂电池的梯次利用和回收成为一
个必须面对的问题..在动力锂电池梯次利用和回收尚未发展成熟的情况
下;运营模式就显得尤为重要;这关乎成本和盈利等企业切身利益..目前
国内已有企业在动力锂电池的梯次利用和回收方面展开布局;运营模式也
各有不同..
动力电池梯次利用的意义在于从电池原材料—电池—电池系统—汽
车应用—二次利用—资源回收—电池原材料的电池全生命周期使用角度
考虑;可以降低电池成本;避免环境污染..
针对退役的动力电池;有两种可行的处理方法..一种是直接作为工业
废品;进行报废和拆解;提炼其中的原材料;实现原材料的循环利用..另一

种方式则是考虑退役的动力电池;虽然已经不满足汽车的使用条件;但仍
然拥有一定的余能;其寿命并未完全终止;可以用在其他领域作为电能的
载体使用;从而充分发挥其剩余价值..
退役电池单体之间存在差异;尤其是均匀性上;有时候能量的衰减是
非线性、断崖式的;就如同木桶理论——最短的木板起决定作用;最差的电
池则决定了整个储能系统的性能
目前我国动力电池回收处理技术发展较为成熟;但管理相对落后;阻
碍了动力电池回收产业的发展..主要表现在：回收网络不健全;回收网络
主要由中小回收公司组成;难以得到有效回收；回收企业规模较小;工艺水
平不健全;较难保证资源回收效率；存在没有经营许可的企业非法从事废
旧动力电池回收;带来安全和环保隐患..
据了解;目前国内外对废旧锂离子电池的回收过程是：首先彻底放电;
然后对电池进行拆解分离出正极、负极、电解液和隔膜等各组成部分;再对
电极材料进行碱浸出、酸浸出、除杂后进行萃取以实现有价金属的富集..
梯次利用
梯次利用的前提首先从全生命周期追溯..如果不解决电池使用过程
中到底怎么使用的、使用状况是什么样的;梯次利用也无从谈起..
梯次利用技术难点一是探索最佳配组方案;标准模组直接梯次利用是
最佳方案;单只问题电芯导致模组需要拆解并重新组合..难点二是集中式
大型储能电站安全性..磷酸铁锂电芯的大规模储能梯次利用是可行的;退
役的三元电芯的集中式储能方案不现实;适合直接资源化回收..难点三是
BMS元器件老化;电子元器件的老化失效需要技术验证..
2009年日本东芝提出对SCIB电池进行二次利用..2013年之后;国内
众多动力电池企业、电动汽车企业也都积极开展动力电池梯次利用基础研
究..电动汽车市场化快速发展让动力电池的梯次利用有了“