劉道坦：動(dòng)力電池梯次利用還需要多方面進(jìn)行完善
圖為中國(guó)電科院儲(chǔ)能與電工新技術(shù)研究所高級(jí)工程師劉道坦正在做主題演講
2016年6月20-21日，青海省人民政府、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)在青海西寧舉辦，“鋰產(chǎn)業(yè)-新生態(tài)”國(guó)際高峰論壇。本屆論壇是“第十七屆中國(guó)·青海綠色發(fā)展投資貿(mào)易洽談會(huì)”的重要活動(dòng)之一，體現(xiàn)了“開(kāi)放合作·綠色發(fā)展”的主題。電池中國(guó)網(wǎng)對(duì)本屆論壇進(jìn)行了全程直播報(bào)道。
6月21日上午，在以“先進(jìn)電池技術(shù)與鋰資源高效利用”為主題的圓桌會(huì)議上，中國(guó)電科院儲(chǔ)能與電工新技術(shù)研究所高級(jí)工程師劉道坦做出了演講，以下為演講內(nèi)容：
我介紹一下電動(dòng)汽車鋰動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)研究與示范應(yīng)用。分四個(gè)部分，背景介紹，國(guó)內(nèi)外研究應(yīng)用，相關(guān)應(yīng)用，最后提出問(wèn)題和思考。
環(huán)境和資源問(wèn)題推動(dòng)我們利用新能源基礎(chǔ)。
截止2015年底，我國(guó)光伏累計(jì)裝機(jī)容量4318萬(wàn)千瓦，風(fēng)電1.29億千瓦，均世界第一。可再生能源發(fā)電不連續(xù)、不穩(wěn)定、不可控，棄風(fēng)、棄光嚴(yán)重，2015年全國(guó)棄光率約10%，平均棄風(fēng)率15%。電池儲(chǔ)能是解決可再生能源發(fā)電不持續(xù)、不穩(wěn)定、不可控性的主要方面。儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用貫穿電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)，是智能電網(wǎng)及微網(wǎng)的關(guān)鍵支持技術(shù)。動(dòng)力電池梯次利用的意義在于從電池原材料—電池—電池系統(tǒng)—汽車應(yīng)用—二次利用—資源回收—電池原材料，可以降低電池成本。動(dòng)力蓄電池梯次利用相關(guān)的政府政策，2012年國(guó)務(wù)院出臺(tái)相關(guān)的文件，地方也出臺(tái)相關(guān)的措施。
國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究及應(yīng)用方面。
1996年，USABC資助ANL開(kāi)展電動(dòng)汽車電池二次利用技術(shù)研究。2002年，SNL及DOE資助Sentech公司開(kāi)展電動(dòng)汽車動(dòng)力電池二次利用技術(shù)研究。2003年，SNL完成《Technical and Economic Feasibility of Applying Used EV Batteries in Stationary Applications》報(bào)告。目前受制于電池技術(shù)，電動(dòng)汽車市場(chǎng)小，研究側(cè)重于理論研究及經(jīng)濟(jì)性分析，無(wú)實(shí)質(zhì)成果和應(yīng)用。2009年日本東芝提出對(duì)SCIB電池進(jìn)行二次利用。2013年之后，國(guó)內(nèi)眾多動(dòng)力電池企業(yè)、電動(dòng)汽車企業(yè)及等積極開(kāi)展動(dòng)力電池梯次利用基礎(chǔ)研究。電動(dòng)汽車市場(chǎng)化快速發(fā)展，動(dòng)力電池的梯次利用有了“現(xiàn)實(shí)需求”，研發(fā)及應(yīng)用逐漸增多。
電動(dòng)汽車的梯次利用要考慮到電動(dòng)汽車的復(fù)雜性。首先，設(shè)計(jì)與制造工藝多樣，高效率電池高能量密度電池成組形式多樣，應(yīng)用車型使用工況多樣，生產(chǎn)日期服役時(shí)間多樣。退役汽車電池系統(tǒng)組件綜合梯次利用，包括電池、電子器件、結(jié)構(gòu)件；多結(jié)構(gòu)層次梯次利用包括電池系統(tǒng)、電池組、電池模塊、電池單體。技術(shù)路線方面，退役動(dòng)力電池的檢測(cè)、重組、集成應(yīng)用。梯次利用應(yīng)用包括移動(dòng)應(yīng)用、并網(wǎng)應(yīng)用和離網(wǎng)應(yīng)用等。檢測(cè)流程方面，有預(yù)處理、基本性狀全檢、關(guān)鍵性能全檢、分組抽檢等。我從2012年參與一些項(xiàng)目，也接觸包括2008年奧運(yùn)會(huì)電動(dòng)大巴的電池和E6電動(dòng)汽車及K9大巴等電池。
工程示范應(yīng)用方面
國(guó)網(wǎng)建有30KW/1GWh梯次利用錳酸鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和250KW/1GWh梯次利用磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。前者主要作用是低谷儲(chǔ)電，調(diào)節(jié)變壓器的輸出功率，穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)電壓水平，避免高峰負(fù)荷時(shí)段的變壓器過(guò)載，并且在電網(wǎng)失電情況下，可由移動(dòng)式儲(chǔ)能裝置帶動(dòng)用戶負(fù)荷離網(wǎng)運(yùn)行。后者主要用于接納可再生能源發(fā)電，跟蹤計(jì)劃出力等。
總結(jié)一下，我們要關(guān)注幾個(gè)方面。技術(shù)性可行性方面包括老化程度、后期衰退、安全性、可靠性，這些涉及到老化、失效機(jī)理，后續(xù)壽命，安全性、可靠性檢測(cè)、分級(jí)篩選技術(shù)、工況測(cè)試，重組與管理技術(shù)等方面，目前標(biāo)準(zhǔn)還是缺失的。經(jīng)濟(jì)可行性方面，包括舊電池成本計(jì)運(yùn)輸/檢測(cè)、重組成本，新電池成本的快速降低，其他低成本的競(jìng)爭(zhēng)性儲(chǔ)能技術(shù)，再利用的收益，需要快速檢測(cè)/分選/成本技術(shù)，選擇效益更好的再利用場(chǎng)景，電池系統(tǒng)組件綜合再利用，電池物盡其用等。市場(chǎng)方面，所有權(quán)復(fù)雜、電池殘值、風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任、電力市場(chǎng)，需要政府支撐與扶持，產(chǎn)業(yè)界積極應(yīng)用。
總的來(lái)講，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)上總體可行。動(dòng)力電池梯次利用的經(jīng)濟(jì)性隨著儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展及電池梯次利用規(guī)模化的應(yīng)用，將逐漸顯現(xiàn)。動(dòng)力電池技術(shù)進(jìn)步、性能的提高利于電池梯次利用。電動(dòng)汽車電池相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化有助于其梯次利用。梯次利用需要進(jìn)一步完善。
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