動(dòng)力電池梯次利用發(fā)展前景到底怎么樣？

　　近兩年來(lái)，電動(dòng)汽車(chē)逐漸被認(rèn)可，從國(guó)家政策，到企業(yè)信心，從投資人到從業(yè)者，從國(guó)內(nèi)大小車(chē)企到國(guó)外汽車(chē)行業(yè)巨無(wú)霸。每個(gè)人的姿勢(shì)都從原來(lái)的抱臂觀望，秒變一擁而上。電動(dòng)汽車(chē)，尤其純電動(dòng)汽車(chē)是未來(lái)，成為共識(shí)。

　　紅紅火火的電動(dòng)汽車(chē)大躍進(jìn)，帶來(lái)的直接問(wèn)題將是電池用完了怎么辦?梯次利用，動(dòng)力電池回收，被討論了這么多年，但商業(yè)運(yùn)營(yíng)，卻仍然看不到影子。

　　動(dòng)力電池回收，做的好，立即變廢為寶，做不好，就是玩火自焚，只夸張了一點(diǎn)點(diǎn)。

　　1 怎么利用

　　任何一件商品，首先得找到需求，你才好下手設(shè)計(jì)生產(chǎn)，退役的動(dòng)力電池都能干什么?

　　1.1 新能源儲(chǔ)能發(fā)電站

　　人們嘴里的梯次利用，最主要的是把眼光放在了大規(guī)模新能源儲(chǔ)能電站上。

　　風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電，已經(jīng)不是什么新鮮技術(shù)，但在我國(guó)卻一直沒(méi)有得到大規(guī)模應(yīng)用，時(shí)不時(shí)的還會(huì)報(bào)出棄風(fēng)棄光的新聞，尤其太陽(yáng)能。為什么?

　　不穩(wěn)定，因?yàn)楣夥l(fā)電站是靠天賞飯吃，陽(yáng)光好，發(fā)電多，陽(yáng)光不好，就幾乎沒(méi)電，甚至連發(fā)電站的運(yùn)營(yíng)還得從主干電網(wǎng)取電。

　　如果今天晴天，你能穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)陌l(fā)電一整天，明天陰天就休息，這樣也能忍。實(shí)際的光伏電站卻是，天上飄來(lái)一片云，發(fā)電功率下跌50%;旁邊大廈的影子逐漸轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，遮住了我的屋頂電站，發(fā)電量還剩下20%。夏天，光伏電池表面溫度太高，發(fā)電功率上不去，一陣涼風(fēng)吹來(lái)，發(fā)電功率眼看著上升。

　　沒(méi)錯(cuò)，就是這么任性。這樣毫無(wú)征兆的變來(lái)變?nèi)ィ覀兊碾娋W(wǎng)是承受不起的，以現(xiàn)在的供配電智能化程度，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，還不具備吸納中型以上電站發(fā)電功率波動(dòng)的能力。

　　這個(gè)問(wèn)題，討論來(lái)討論去，只有儲(chǔ)能能夠解決。儲(chǔ)能電池組，作為一個(gè)蓄水池，在主干電網(wǎng)和新能源電站之間形成一個(gè)緩沖區(qū)，使得電站能夠在一段時(shí)間內(nèi)以一個(gè)平穩(wěn)功率向電網(wǎng)供電。

　　1.2 獨(dú)立儲(chǔ)能電站

　　獨(dú)立儲(chǔ)能電站，說(shuō)起來(lái)跟前面的類(lèi)似，但它的建設(shè)主體和建設(shè)目的都不同。這樣的電站，是基于大量地區(qū)存在峰谷電價(jià)現(xiàn)象而出現(xiàn)的。比如一個(gè)地區(qū)用電高峰時(shí)段，電價(jià)1.2元一度電，半夜沒(méi)人用電的時(shí)候，可能就變成3毛錢(qián)一度電了。獨(dú)立儲(chǔ)能電站，最基本的業(yè)務(wù)就是賺取差價(jià)。電價(jià)低時(shí)買(mǎi)電充到電池組里，電價(jià)高時(shí)賣(mài)電，把電池組里的電輸送到電網(wǎng)上。

　　獨(dú)立儲(chǔ)能電站，不單純服務(wù)于誰(shuí)。除了賺取差價(jià)，也可以租賃給附近的新能源發(fā)電站或者簽約幾個(gè)對(duì)電能質(zhì)量和供電連續(xù)性要求高的大企業(yè)，賺取租金。

　　只有儲(chǔ)能介質(zhì)的價(jià)格下降到一定程度，這種儲(chǔ)能電站才有生存空間。隨著電力改革的深入，當(dāng)電力成為商品，可以交易，獨(dú)立儲(chǔ)能電站的生意還會(huì)更多樣。

　　1.3 家用儲(chǔ)能

　　行業(yè)里還叫做分布式，就是每家每戶(hù)，在自家屋頂上安裝太陽(yáng)能電池，發(fā)出來(lái)的電存儲(chǔ)在自家的電池箱里。家庭用電，就由電池箱來(lái)供給。白天發(fā)的電量，可以供幾天幾夜使用。

　　當(dāng)環(huán)境允許，家庭也可以買(mǎi)賣(mài)電，如同德國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的模式，白天賣(mài)電給電網(wǎng)，晚上從電網(wǎng)購(gòu)買(mǎi)便宜的電給電池組充電。

　　1.4 低速車(chē)輛

　　在乘用車(chē)和商用車(chē)上淘汰下來(lái)的動(dòng)力電池，還可以作為動(dòng)力，用在低速運(yùn)行的車(chē)輛上。

　　低速車(chē)輛往往主打低價(jià)，同時(shí)由于速度低，對(duì)功率的需求也比較小，因而高速車(chē)輛上退役的動(dòng)力電池依然可以滿(mǎn)足要求。

　　1.5 太陽(yáng)能路燈

　　照明技術(shù)大大進(jìn)步的今天，路燈功率要求越來(lái)越低，動(dòng)力電池包中的一個(gè)普通模組，就遠(yuǎn)遠(yuǎn)可以滿(mǎn)足它的要求。

　　總之，很多對(duì)功率要求不太高的場(chǎng)合或者空間充裕的場(chǎng)合，都可以是退役動(dòng)力電池第二個(gè)家。

　　1.6 拆解

　　上面說(shuō)的，都是退役下來(lái)以后，除了容量以外，沒(méi)有別的問(wèn)題的電池，所謂進(jìn)行梯次利用。

　　除此外，還存在著很多種無(wú)法繼續(xù)使用的電芯。

　　存在安全隱患的電芯，使用到3年或者5年的壽命期限已經(jīng)很勉強(qiáng)，再接著用會(huì)出現(xiàn)熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。怎樣把它們挑選出來(lái)，是健康的電芯繼續(xù)使用的一個(gè)前提。

　　規(guī)格太個(gè)性沒(méi)人配得上的電芯，實(shí)際上，在今年國(guó)家發(fā)布動(dòng)力電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)以前，除了18650等古典品種以外，不同廠家很少出品尺寸完全一致的電芯和電池組。

　　這些無(wú)法繼續(xù)使用的電芯，就需要進(jìn)行拆解，回收有用的原材料。拆解回收，怎樣的技術(shù)和工藝使得收獲的材料價(jià)值高于付出的勞動(dòng)，這是個(gè)問(wèn)題。

　　2 問(wèn)題

　　動(dòng)力電池的梯次利用產(chǎn)品既然是有市場(chǎng)的，為何還沒(méi)有出現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的跡象呢?

　　2.1 安全篩選

　　退役的動(dòng)力電池，必須把安全有問(wèn)題的電池篩選出來(lái)，或者做安全分級(jí)處理，才有可能繼續(xù)流動(dòng)到后面的市場(chǎng)中去。無(wú)論是整個(gè)電池包原封不動(dòng)的用，還是拆解出模塊再用，安全篩選都少不了。

　　舊電池安全篩選技術(shù)，怎樣用簡(jiǎn)單的方法鑒別出存在安全隱患的電池，甚至能把鑒別結(jié)果呈現(xiàn)為風(fēng)險(xiǎn)性高中低，是當(dāng)前行業(yè)最主要的瓶頸。

　　這個(gè)過(guò)程既要考慮篩選的準(zhǔn)確性，還得考慮成本。畢竟，二次利用，主打的就是性?xún)r(jià)比了。

　　2.2 通訊和接口問(wèn)題

　　想要整個(gè)電池包拿來(lái)就用，需要解決的問(wèn)題就是高低壓接口和通信協(xié)議匹配問(wèn)題。對(duì)于大規(guī)模儲(chǔ)能電站，將多個(gè)具有獨(dú)立電池管理系統(tǒng)的電池包并聯(lián)在直流母排上使用，是可能的。高低壓接口，硬件可以更換或者轉(zhuǎn)接，但通訊協(xié)議是一個(gè)問(wèn)題。

　　是否有這種可能，每家的電池管理系統(tǒng)都預(yù)留一個(gè)后門(mén)，使得電池包從汽車(chē)上退役以后，后門(mén)程序觸發(fā)，使得不同廠家的電池包，統(tǒng)一執(zhí)行一個(gè)儲(chǔ)能通訊協(xié)議。個(gè)人的想法而已。

　　2.3歷史數(shù)據(jù)不全

　　對(duì)于判斷一個(gè)退役電池包的可用性，有人把希望寄托于挖掘歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)上。歷史數(shù)據(jù)，詳細(xì)記錄著電池包的充放電電流，電壓，溫度等重要參數(shù)，以及每次的故障代碼，確實(shí)是當(dāng)前能夠想到的最好的篩選資源。

　　但每家主機(jī)廠和電池廠起點(diǎn)不同，在車(chē)輛運(yùn)行之初，有些廠家并沒(méi)有意識(shí)到積累運(yùn)行數(shù)據(jù)的重要性，歷史數(shù)據(jù)不全并不是個(gè)別現(xiàn)象。

　　在短期數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不管歷史上這個(gè)電池包經(jīng)歷了什么，只針對(duì)當(dāng)前電池狀態(tài)做判斷，可能是比較現(xiàn)實(shí)的路徑。

　　3 有助于梯次利用的新技術(shù)

　　下面羅列一下最近接觸到的兩個(gè)與梯次利用有關(guān)的新技術(shù)。

　　3.1寶馬關(guān)于熱失控研究報(bào)告

　　最近去參加一個(gè)展覽，寶馬的武鵬博士發(fā)表了一個(gè)報(bào)告，報(bào)告中提及了關(guān)于SOH與退役電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)關(guān)系的研究結(jié)論，認(rèn)為熱失控可能性隨著SOH的降低而升高;同時(shí)，當(dāng)鋰電池負(fù)極出現(xiàn)析出的鋰單質(zhì)時(shí)，熱失控風(fēng)險(xiǎn)上升。

　　3.2 鋰離子電池析鋰檢測(cè)

　　這里要說(shuō)的是一篇論文，感覺(jué)這個(gè)技術(shù)比較有戲。論文作者是清華大學(xué)張劍波教授等人，文章提出了一個(gè)判斷鋰電池負(fù)極是否析出鋰單質(zhì)的簡(jiǎn)單有效檢測(cè)方法。

　　實(shí)驗(yàn)中，18只樣品組，分別以不同的充放電電流，充放電截止電壓，充放電溫度和充放電恒壓時(shí)間進(jìn)行壽命測(cè)試;9只樣品組，分別以不同的充放電電流，充放電截止電壓，充放電溫度進(jìn)行壽命測(cè)試。找到了測(cè)試條件和結(jié)果與鋰電池負(fù)極析鋰的相關(guān)性，區(qū)分了鋰電池的老化原因是SEI膜的生長(zhǎng)，還是負(fù)極的析鋰問(wèn)題。

　　最后通過(guò)對(duì)樣品解剖后負(fù)極片的EDS能譜，驗(yàn)證之前判斷的正確性。

　　通過(guò)這個(gè)方法，只要測(cè)試退役電池中的部分單體，就可以判斷這個(gè)批次是否存在負(fù)極析鋰現(xiàn)象，也就從一個(gè)側(cè)面判斷了，電池?zé)崾Э氐娘L(fēng)險(xiǎn)性。

　　最后，歷史數(shù)據(jù)不全已經(jīng)是個(gè)事實(shí)，想要從歷史數(shù)據(jù)直接去判斷電池的安全性，可能性較小。很有可能，動(dòng)力電池在規(guī)格尺寸真正實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一以前，只能直接走報(bào)廢拆解的路。