動力電池的生命周期一般包括生產(chǎn)、使用、報廢、分解以及再利用。車用動力電池的電池容量降低為80%后，其充放電性能將不能滿足汽車行駛的要求，需要報廢，此類動力電池除了化學活性下降外，電池內(nèi)部的化學成分井沒有發(fā)生改變，其中仍有20%容量可用于電量需求較小的領域，即電池容量低于60%才不再具有使用價值，因此電動汽車使用的電池容量僅占動力電池全生命周期可用容量的50%，若從電動汽車上拆卸下來的電池直接拆解回收，將造成50%的能量浪費，因此可以將這類電池重組后，梯次應用于比汽車電能要求更低的場合，實現(xiàn)電池容量的充分利用。

一、動力電池回收再利用概述

近幾年，隨著動力電池回收政策的相繼完善以及回收技術(shù)的成熟，國內(nèi)外電池梯次利用市場也逐步建立。梯次利用企業(yè)回收退役的動力電池，然后在自動拆解線上將電池包拆解下來，得到電池模塊，再對電池模塊進行分揀，將可用容量大且利用價值高的模塊進行重組，再加入電池管理系統(tǒng)（BMS）、電池外殼等，得到新的電池包。

下圖為退役動力電池詳細的梯次利用流程，動力電池梯次利用企業(yè)從電池廠、主機廠、4S店以及消費者手中回收退役的動力電池，將回收到的廢舊電池運輸?shù)诫姵刈詣硬鸾饩€上，把拆解下來的電池包等材料銷告給金屬提煉企業(yè)或材料回收企業(yè)實現(xiàn)材料的回收，再將拆解得到的電池模塊通過檢測分級，把電池模塊按照容量分類，然后將一致性好且具有相同容量的電池模塊重組，再加入電池管理系統(tǒng)及電池包等得到梯次利用電池，最終通過檢測認證將合格的電池根據(jù)需求銷售給終端客戶，應用于通信基站儲能、低速電動車等領域。

二、通信儲能領域再利用分析

梯次利用動力電池儲能是一個系統(tǒng)的過程，它涉及電池提供單位、新能源發(fā)電廠、建設儲能電站以及通過電網(wǎng)向電力用戶輸送用電等過程

圖表2梯次利用電池儲能的基本流程圖

資料來源：一覽眾咨詢

隨著我國通訊技術(shù)的快速發(fā)展，通訊基站對電池的需求量也逐年上升，而通訊基站對電池壽命和安全性又有較高要求。考慮到鉛酸電池成本低，目前我國通訊基站多采用鉛酸電池作為備用電源，而鋰離子電池在循環(huán)壽命、能量密度、高溫性能等方面具有比鉛酸電池更大的優(yōu)勢，此外退役動力電池在成本上又大幅度下降，特別是磷酸鐵鋰電池退役后仍在各方面表現(xiàn)出很強優(yōu)勢，因此將退役磷酸鐵鋰電池應用在通信基站領域，將具有很大優(yōu)勢。

目前鉛酸電池的循環(huán)壽命約為400-600次，能量密度約40-45Wh/kg，市場價格約為10000元/噸。磷酸鐵鋰電池的循環(huán)壽命可達4000-5000次，成組之后循環(huán)壽命雖有一定下降，但也可以達到1000-2000次，即使在汽車上退役下來的動力電池，容量低于80%，但再重組之后的循環(huán)次數(shù)也在400-1000次，此外，隨著技術(shù)的成熟，電池循環(huán)次數(shù)也將不斷提升。

（詳細數(shù)據(jù)分析見一覽眾咨詢出版的《2018-2023年新能源汽車動力電池回收再利用市場調(diào)研報告》）

就我國鐵塔基站而言，單座基站約需要備用電池容量30kWh，按照車用動力電池容量低于80%退役及低于60%報廢來算，需要約60kWh的退役動力電池，相當于一輛純電動乘用車的動力電池容量。為保證重組電池的一致性，可將同一輛純電動汽車退役下來的動力電池模組進行單個或多個重組，重組后的電池模塊即可滿足鐵塔基站的供電需求。若檢測到一個模組出現(xiàn)問題，可對此模組進行單獨替換即可解決電池模塊一致性的問題題，有效地避免了退役動力電池一致性差的問題。

自2018年停止采購鉛酸電池的中國鐵塔，已是推廣鋰電池梯次利用的“領頭羊”。最新數(shù)據(jù)顯示，截至目前，中國鐵塔已在31個省市約12萬座基站開展梯次利用電池備電應用，并在備電、儲能及對外發(fā)電應用場景加強業(yè)務拓展。此外，國家電網(wǎng)也在嘗試建設1MWh梯次利用磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)示范工程，用于接納可再生能源發(fā)電和調(diào)頻等。而深圳比亞迪、國軒高科等企業(yè)也開發(fā)了適用于備電、風光電儲能的梯次利用電池產(chǎn)品，部分企業(yè)甚至開始探索“以租代售”的新商(參數(shù)|圖片)業(yè)模式。

三、低速車領域再利用分析

近年來，我國低速車領域也發(fā)展迅速，保有量超過500萬輛。三輪車保有量達到6000萬輛。面對前景廣闊的低速車市場，若將電動汽車上退役下來的動力電池用于低速車領域，將獲得較快發(fā)展。（詳細數(shù)據(jù)分析見一覽眾咨詢出版的《2018-2023年新能源汽車動力電池回收再利用市場調(diào)研報告》）

四、動力電池梯次利用存在的問題

在理想的情況下，可能會出現(xiàn)電動汽車退役電池仍有很高的容量，電壓內(nèi)阻等電性能指標也都滿足儲能領域的應用，如果退役電池可以不經(jīng)過任何加工改造，直接應用在儲能領域是最節(jié)能經(jīng)濟的利用方法。但這種情況下還會遇到以下問題：一是電動汽車與儲能領域中應用的鋰離子電池系統(tǒng)遵循的技術(shù)標準不同；二是儲能領域?qū)﹄姵氐臏囟刃阅芤蟾?，如果要實現(xiàn)梯次利用首先要判定退役電池能否滿足溫度要求。實際情況中，電動車上退役的電池組中，會有小部分電芯單體不滿足電性能要求，那么如何拆卸電池組、篩選和評價電芯性能、預測電池壽命將是整個梯次利用過程中最重要也是最復雜的技術(shù)問題。

1、動力電池與儲能電池遵循的技術(shù)標準不同

電動汽車與儲能領域中應用的鋰離子電池系統(tǒng)各自遵循相關(guān)的技術(shù)、接口、通信等標準，對比兩種不同應用的標準、接口與通訊協(xié)議可看出兩者仍存在一定的差異，其給退役鋰離子動力電池的梯次利用帶來了障礙，最有利的方法是相關(guān)機構(gòu)可以溝通電動車用領域與儲能應用領域各個方面的利益訴求，實現(xiàn)車用電池模塊與儲能領域模塊的通用性設計，最大程度地減少電池模塊在不同壽命周期的轉(zhuǎn)變過程中所遇到的技術(shù)障礙。

2、儲能領域?qū)﹄姵氐臏囟刃阅芤蟾?br/>
在電動車用途中的動態(tài)應用條件下，對電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強度、抗震性能、防水性能等的要求較儲能用途中的靜態(tài)使用更加嚴苛，在這個方面上電動車用動力電池進入儲能領域不存在技術(shù)問題。

但是儲能用電池對溫度性能的要求更高，因為儲能領域的電池常常應用在溫度變化幅度大的環(huán)境中，而溫度是影響電池性能的一個非常重要的因素。這樣的應用環(huán)境就要求退役動力電池在儲能領域梯次利用時，有非常寬的工作溫度范圍，并且能保證溫度在短時間變化時電池的性能受到的影響程度在可控范圍內(nèi)。

因此，要實現(xiàn)退役動力電池儲能領域的梯次利用，如何評價電芯在不同溫度下的電性能、分析電池容量衰減機理，并建立壽命預測模型來評估電池壽命至關(guān)重要。

3、基于容量衰減機理分析建立電池壽命預測模型

無論電池應用在哪一領域，都需要在規(guī)定的質(zhì)保期內(nèi)可以滿足工作要求。退役電池如要實現(xiàn)在儲能領域的應用，首先要判定退役電池是否滿足儲能領域?qū)﹄姵氐囊?。此外，分析不同溫度下的容量衰減機理，合理的預測電池壽命，才能明確電池是否可以在質(zhì)保期內(nèi)滿足工作要求。分析不同溫度下的容量衰減機理，建立合理的電池壽命預測模型是亟待解決的技術(shù)難題。目標是針對典型的退役動力電池進行測試，并在分析測試數(shù)據(jù)的基礎上，研究討論容量衰減機制，建立一些基礎的預測電池壽命模型。目前國內(nèi)有一些企業(yè)和研究所一直非常注重這一方面的研究，現(xiàn)已有了一定的技術(shù)積累，已建立了鋰電池的容量衰減模型。

4、梯次利用逆向物流系統(tǒng)較為復雜

將電動車退役電池回收后進行梯次利用的過程是廢舊品處理的過程，屬于逆向物流的范疇。如要使廢舊電池能夠得到合理的再利用，完善相關(guān)立法，建立廢舊電池逆向物流系統(tǒng)是必要的。在退役動力電池的梯次利用和回收這一逆向物流過程中，即使國家相關(guān)部門頒布了《廢舊電池污染防治技術(shù)政策》規(guī)定，實際操作中總難以落實。這也從側(cè)面說明了逆向物流的復雜性。

逆向物流不同于常見的正向物流，這一過程的實現(xiàn)需要從客戶手中回收用過的、過時的或者損壞的產(chǎn)品開始，對退回的電池進行回收、分類、檢驗、拆卸、再生產(chǎn)及報廢處理等活動，經(jīng)過處理和修整達到完好后可重新融入正向物流。另外，廢舊電池梯次利用的逆向物流回收模式不只一種，對應有不同的經(jīng)濟模型，選擇不同的模式對應成本也會不同?？筛鶕?jù)選擇的經(jīng)濟模型建立數(shù)學模型，進而分析不同回收模式的成本。

由于客戶的種類不同，回收的方式、地點等都會存在較大差異，所以企業(yè)若要開展動力鋰電池的梯次利用，還需要根據(jù)不同的客戶情況制定不同的回收方案。只有綜合考慮各方面因素，建立完善的動力電池回收體系，才能打通鋰電池梯次利用的又一個制約瓶頸，實現(xiàn)廢舊電池的再次利用。