隨著新能源汽車的發(fā)展，動力電池的“善后”工作也逐漸進入了人們視線。電池回收與梯次利用，成為了近幾天電池界的熱門話題。什么叫梯次利用呢？南孚電池的廣告里所說的：“把玩具里拆下來的電池，放到遙控器里接著用。”就是典型的梯次利用模型。

　　電池回收處理掉就好了，為什么梯次利用呢。有以下三個原因：

　　第一，鋰電池成本在新能源汽車成本中，占有較高比重。鋰電池成本過高，是制約新能源汽車發(fā)展的一個重要因素。鋰電池正常的使用壽命可能只有三到五年，通過梯次利用，延長鋰電池的壽命，可達到降低成本的目的。

　　第二，如果將到達使用壽命的鋰電池，直接淘汰，會造成很大的浪費。比如2014年當年，新能源汽車的銷售量為7萬輛，未來五年，以這個速度增長的話，到2020年，新能源汽車的保有輛將超過40萬輛。如果平均單臺車配備20kWh的動力電池，衰減后，平均每輛車的容量仍然有15KWh的話，即使只回收了一半，就相當于回收了3000MWh的電池。如果這些電池都進入了垃圾桶，實在是一筆很大的浪費。

　　一般電動汽車動力電池衰減后平均每輛車的電池容量仍然有15KWh

　　第三，對于儲能市場而言，成本同樣是制約產業(yè)商業(yè)化發(fā)展的關鍵因素，因此對于低成本的儲能方案的需求也非常迫切，如果能通過梯次利用得到低成本的電池解決方案，對儲能行業(yè)發(fā)展也是非常有利的。

　　電池梯次利用的可行性問題，有過不止一次的論證。

　　首先，動力電池是成組使用的，可能會由于幾支電芯的失效，而使得整組電池無法使用。這就意味著，這個電池組中，仍有一些電芯的性能是正常的。

　　其次，很多機構對回收的電池，做了大量的數(shù)據(jù)測試發(fā)現(xiàn)，很多退役動力電池，不論從容量、性能和循環(huán)壽命上看，仍有著尚可的表現(xiàn)。

　　這一切，都為動力電池梯次利用技術角度上的可行性提供了堅實的證據(jù)。

　　在國內外，梯次利用也是一個正處于研究過程中的狀態(tài)，雖然有一些梯次利用的案例，但是這些案例多是示范性質的。比如北京市科委的“電動汽車鋰離子電池系統(tǒng)全生命周期利用技術研究與示范”項目組利用退役的動力電池，在電動場地車、電動叉車和電力變電站直流系統(tǒng)上進行改裝示范，經實測回收電池性能上相比傳統(tǒng)鉛酸電池有一定優(yōu)勢，且經濟性較好。

　　日本的4REnergy株式會社將回收的電池應用于儲能，開發(fā)了標稱功率分別為12、24、48、72、96kW的家用和商用儲能產品。這家公司是由日產和住友電工合資成立的，所以聆風電動車上退役的動力電池是他們主要的回收對象。美國的杜克能源、EnerDel、日本的伊藤忠商事，也在回收容量低于80%的退役電池，推廣家用儲能設備。

　　在這里要重點提一下美國國家可再生能源實驗室(NREL)開展的鋰電池梯次利用的研究項目，其中指出了車用鋰電池在回收過程中的價值評估問題。一般的說，車用鋰電池回收應用場合多實在電力系統(tǒng)(包括并網型和離網型)、家用和商用儲能系統(tǒng)以及一些移動儲能方面，并指出了二次電池若要保證經濟性，一定要保證應用于經濟價值較高的領域，同時也需要與電池使用條件相對匹配。

　　其他諸如加州理工大學、美國西北太平洋國家實驗室也進行了大量的研究，主要針對不同體系電池二次利用的性能表現(xiàn)、電池的可靠性、電池的成本等方面做了大量的研究，由于篇幅問題，在此就不再贅述了。

　　如果給動力電池的梯次利用安排一個關鍵詞，那么就是“研究”，目前梯次利用就是處于“研究”階段，主要是基于各種模型、各種實驗、各種假設、各種計算以及小規(guī)模商業(yè)或工程示范的線索。那么電池梯次利用過程中，到底遇到了什么問題？我撿幾個主要的說一下：

　　一、壽命是個謎

　　雖然在動力和儲能市場，都會用電池(組)全生命周期內能提供的總能量來描述電池的壽命，卻有著不同的意義。動力電池中，這個容量意味著電動汽車的總行駛里程，但是在儲能市場，則意味著電池的使用時間，是10年？15年？還是20年？可以看出儲能電池與動力電池最大的區(qū)別是要求長時間的運行，為了延長電池壽命，儲能電池組往往始終保證在20%-90%的工作區(qū)內運行的，國外很多儲能項目的案例就是這么做的。即使如此，也不能保證每一塊儲能電池都能達到設計要求。二次利用的動力電池在服役期間，根本無法保證在20%-90%放電區(qū)間能運行，而且根據(jù)實際路況不同，可能會頻繁出現(xiàn)大倍率放電的場景，再加上現(xiàn)在時興的快速充電技術，每一項都可能對動力電池造成不可預知的傷害，雖然電池在測試性能(如電壓和阻抗)和容量上可以達到儲能電池的要求，但是二次服役的實際壽命到底能達到多少年，可能沒有人能夠知道。

　　二、成本仍然是敏感問題

　　如果讓儲能市場選擇退役的動力電池，就需要這些電池擁有足夠的價格優(yōu)勢。相應的，如果想通過二次利用進一步降低鋰電池的使用成本，那么定價中既要包括電池的回收拆解分選的成本，也要包括對對電池初次使用中成本的攤銷。電池在回收、檢測、倉儲、運輸、二次成組等等，每一個環(huán)節(jié)都是成本項，這些項目的實際成本，可能與經濟模型預測的成本有非常大的差別。在沒有補貼機制保證的前提下，梯次利用的電池成本是否真的能被儲能市場所接受，還有待驗證。

　　三、技術問題還很多

　　第一電動轉載了一篇文章，文章標題為《動力鋰電池梯次利用的關鍵技術》，文章里描述了電池梯次利用關鍵技術是雙向DC\DC轉換器及其數(shù)控軟件。此外，我想談談電池梯次利用過程中還可能遇到的其他問題。

　　在廢舊電池回收處理中，首先要將電池進行失效和拆解。所謂失效，就是讓電池喪失所有電量，保證拆解過程的安全。對小型電池而言，失效可能就是將正負極短接，將余電放凈。工業(yè)化生產中，則使用液氮通過冷凍的方式讓電池失效。梯次利用的要求正好相反，要求電池拆解下來是完好的。退役的動力電池生產廠商繁多，型號紛雜，即使相同廠家、相同型號的電芯，如果來自不同成型，其成組方式和結構也可能有較大的區(qū)別。因此，其中相當一部分工作，可能需要借助手工來完成，工人的技能水平可能會影響著電池回收過程中的成品率。同時，這種拆解過程中也存在安全隱患。

　　完成電池拆解后，如何對電池進行評價呢？在研究過程中，科研人員使用各種先進的儀器和方法對退役電池做了大量的檢測，來評價其好壞。在生產過程中，動力電池出廠時，往往也會通過抽樣的方法，完成嚴格出廠測試(包括性能、壽命、熱穩(wěn)定性、安全性等等)。梯次利用的電池，可能在這個環(huán)節(jié)上比較尷尬。首先，電池量相對較大，我們無法面面俱到的，首先在時間和成本上是不容許的，其次面面俱到的檢測，可能也會對電池本身造成進一步的傷害。如果抽樣檢測，那么這種回收電池的抽樣是否具有統(tǒng)計意義也是有待商榷的。

　　當電池檢測、篩選(根據(jù)電池容量、電壓、自放電、內阻等特性進行分組)順利完成之后，就面臨著二次成組的問題。所謂二次成組，就是把回收的電芯，再一次設計，組成Pack，滿足客戶的要求。這個環(huán)節(jié)，就牽扯到電池Pack的重新設計，加工，組裝的過程。而且可能由于回收的電芯來自于不同的廠家，或規(guī)格不同，那么意味著Pack設計可能需要多個設計方案，會增加設計成本和加工成本。

　　電池組經過設計、生產和并在現(xiàn)場順利安裝完畢后，更加嚴峻的考驗來臨了！這些從“五湖四海”匯聚而來的電池們，你將如何去管理它們？這時候關鍵技術DC\DC可能會發(fā)揮效力，但是由于被管理的電池組內阻特性、電化學特性、熱特性都都不盡相同，讓本是世界級難題的BMS開發(fā)更是難上加難。

　　除了壽命和技術問題以外，還有許多的問題有待解決。比如電池售后問題，電池梯次利用退役后的電池回收處理問題，電池梯次利用的收益分享問題，是給電動車用戶、電池生產廠家電池回收企業(yè)，還是幾家去分配……電池回收誰來負責，誰來承擔，是儲能企業(yè)還是動力電池生產企業(yè)……

　　電池梯次利用應用于規(guī)模儲能還有很長的路要走，但是我認為分散的、小規(guī)模的梯次利用可能更有實際意義。比如自家的新能源汽車，淘汰下的電池，稍加改裝，成為自家的“移動充電寶”，或者像特斯拉能源墻一樣，成為小規(guī)模分布式儲能的一部分，也許是更容易實現(xiàn)的。