从“伪命题”到势不可挡——谈动力电池梯次利用

在业内,梯次利用一直被认为是新能源汽车动力电池退役后的主要去处,然而,也有人从安全性和经济性层面考虑,认为动力电池梯次利用就是一个“伪命题”。然而,随着我国动力电池退役潮的临近,以及相关标准的陆续公布,动力电池的梯次利用将在退役电池规模和政策方面获得更多支撑,梯次利用势在必行。

从“国家推荐标准”到“国家强制标准”

从整个新能源汽车产业看,投入应用的动力电池规模越大,其管理难度也就越大,动力电池的规格尺寸等越需要标准化、规范化。中国电子科技集团公司第十八研究所研究员肖成伟近日表示,“目前,关于锂离子动力电池设计规范的强制性标准正在制定中。”肖成伟建议,动力电池投入应用的量达到一定规模时,在安全性能、规格尺寸和编码制度方面,国家应出台强制性标准。

早在肖成伟提出该建议之前,即今年8月4日,GB/T34015-2017《车用动力电池回收利用——余能检测》、GB/T34013-2017《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》、GB/T34014-2017《汽车动力电池编码规则》三项动力电池国家标准的详细内容已正式公布,一直在争议旋涡中的动力电池标准终于尘埃落定。这三项国家标准使动力电池的信息追溯成为可能,梯次利用更加安全、有序和规范。

虽然没有强制性,但这三项标准对电池行业影响深刻。桑顿新能源等动力电池生产企业曾明确向电池中国网表示,新建的锂电池产线,电芯及PACK的规格尺寸将与国家推荐标准保持一致。动力电池国家推荐标准获得了越来越多动力电池企业的认可。

大战略:“换电模式”+梯次利用

无论是新能源整车企业,还是动力电池企业,采用“换电模式”发展战略的同时,往往把动力电池的梯次利用纳入企业大战略并将其作为一个重要环节。风帆有限责任公司副总经理刘双合曾公开谈到风帆公司的最新发展战略:风帆已决定实行“换电模式”,动力电池模块实行标准化设计,形成“动力电池标准化模组——新能源交通工具——汽车换电运营——模组电池梯次利用——储能系统——电池回收——电极材料”这样一个完整产业链。刘双合表示,风帆通过实行“换电模式”,可控制用于梯次利用的动力电池的回收渠道,为储能系统的运转奠定基础。

“英雄所见略同”。除风帆外,北汽新能源以及车和家、蔚来汽车等新能源车企也都在实行“换电模式”,并将动力电池的梯次利用问题纳入公司的长远发展战略。

北汽新能源总经理郑刚表示,换电模式的关键是要打通全价值链。他认为,从整车开发设计,到换电机构的应用、电池包的运营,再到电池梯次利用,以及到最后的无害化处理,提纯电池材料之后再返回交给电池厂商,只有把这个价值链打通,才能有效地降低整个产业链的成本。

车和家在常州建有动力电池PACK工厂,每天可处理20万颗18650电芯,该PACK厂为以后退役动力电池的梯次利用提供了条件。此外,蔚来汽车把发展基于动力电池梯次利用到储能上的能源互联网业务,作为其公司发展战略的重要一环。

梯次利用虽有难题 但其势不可挡

动力电池的梯次利用在实际操作中还面临一些问题,这在所难免,事物的发展总是在曲折中前进。浙江超威电力有限公司储能事业部总经理李敏表示,超威的数据表明,梯次电池放电倍率达到0.3C以上还比较困难,动力电池在储能领域的梯次利用还有局限性。此外,李敏认为,在提高光伏发电的预测曲线精度方面,暂时不推荐使用梯次电池技术。

超威集团的动力电池梯次利用有一套详细的解决方案,其流程如下:回收的锂电池价格约为新电池价格的20%,如果回收的锂动力电池组设计参数及运行数据保存良好且符合梯次利用要求,公司录入储能系统配组参数后,直接入库作为储能系统配组电池。

如果回收的锂动力电池组设计参数及运行数据不清楚,超威集团将进行电性能和安全性能检测,如果符合储能应用要求,将直接录入储能系统配组参数,入库作为储能系统配组电池。如果整个锂动力电池组不符合储能要求,将对基本的模组单元进行检测,符合要求者作为储能电池入库;不符合要求者,进入回收仓库。

据了解,中航锂电采用框架式低成本结构设计的梯次利用电池,已应用于铁塔公司通讯基站移动电源系统产品,并分别在河南洛阳和四川眉山两个地区试点使用。此外,中航锂电投资建成了一条电池拆解试验线,研究对动力电池的回收利用,包括报废动力电池回收产业化技术、全体系通用化电池回收处理技术等。中航锂电认为,动力电池的梯次利用问题的解决,要在锂电池设计之初进行全盘考虑。

日前从能量密度、成本、标准化、自动化、技术成熟度和梯次利用六个维度分析了18650和21700电池的优劣。通过对比18650在能量密度和成本方面不如21700优势明显,但在技术成熟度和梯次利用方面,21700不如18650。电池中国网认为,我国生产21700电池的时间并不长,21700动力电池的退役期还有几年,21700的梯次利用还可以进一步研究和探索。

欣旺达电动汽车电池有限公司总工郑伟伟认为,动力电池的梯次利用从利用层级上看,包括整包和模块两个层级,由于拆解过程中很有可能损伤单体,造成不确定风险,因此,不建议在单体层级上进行工业化再利用。

从国家推荐标准的出台到国家强制标准的制定,动力电池的梯次利用正获得越来越有力的支撑。现在,行业内热议的不是梯次利用的真伪问题,而是如何将动力电池的梯次利用与新能源汽车的发展无缝衔接,将动力电池的梯次利用向前推进。

当下,无论是炙手可热的互联网造车企业,还是传统的铅蓄电池生产企业,大都把动力电池的梯次利用作为其发展战略的重要一环,动力电池梯次利用将在“伪命题”的质疑声中一路向前。