随着新能源汽车的发展，动力电池的“善后”工作也逐渐进入了人们视线。电池回收与梯次利用，成为了近几天电池界的热门话题。什么叫梯次利用呢？南孚电池的广告里所说的：“把玩具里拆下来的电池，放到遥控器里接着用。”就是典型的梯次利用模型。

电池回收处理掉就好了，为什么梯次利用呢。有以下三个原因：

第一，锂电池成本在新能源汽车成本中，占有较高比重。锂电池成本过高，是制约新能源汽车发展的一个重要因素。锂电池正常的使用寿命可能只有三到五年，通过梯次利用，延长锂电池的寿命，可达到降低成本的目的。

第二，如果将到达使用寿命的锂电池，直接淘汰，会造成很大的浪费。比如2014年当年，新能源汽车的销售量为7万辆，未来五年，以这个速度增长的话，到2020年，新能源汽车的保有辆将超过40万辆。如果平均单台车配备20kWh的动力电池，衰减后，平均每辆车的容量仍然有15KWh的话，即使只回收了一半，就相当于回收了3000MWh的电池。如果这些电池都进入了垃圾桶，实在是一笔很大的浪费。

一般电动汽车动力电池衰减后平均每辆车的电池容量仍然有15KWh

第三，对于储能市场而言，成本同样是制约产业商业化发展的关键因素，因此对于低成本的储能方案的需求也非常迫切，如果能通过梯次利用得到低成本的电池解决方案，对储能行业发展也是非常有利的。

电池梯次利用的可行性问题，有过不止一次的论证。

首先，动力电池是成组使用的，可能会由于几支电芯的失效，而使得整组电池无法使用。这就意味着，这个电池组中，仍有一些电芯的性能是正常的。

其次，很多机构对回收的电池，做了大量的数据测试发现，很多退役动力电池，不论从容量、性能和循环寿命上看，仍有着尚可的表现。

这一切，都为动力电池梯次利用技术角度上的可行性提供了坚实的证据。

在国内外，梯次利用也是一个正处于研究过程中的状态，虽然有一些梯次利用的案例，但是这些案例多是示范性质的。比如北京市科委的“电动汽车锂离子电池系统全生命周期利用技术研究与示范”项目组利用退役的动力电池，在电动场地车、电动叉车和电力变电站直流系统上进行改装示范，经实测回收电池性能上相比传统铅酸电池有一定优势，且经济性较好。

日本的4R Energy株式会社将回收的电池应用于储能，开发了标称功率分别为12、24、48、72、96kW的家用和商用储能产品。这家公司是由日产和住友电工合资成立的，所以聆风电动车上退役的动力电池是他们主要的回收对象。美国的杜克能源、EnerDel、日本的伊藤忠商事，也在回收容量低于80%的退役电池，推广家用储能设备。

在这里要重点提一下美国国家可再生能源实验室(NREL)开展的锂电池梯次利用的研究项目，其中指出了车用锂电池在回收过程中的价值评估问题。一般的说，车用锂电池回收应用场合多实在电力系统(包括并网型和离网型)、家用和商用储能系统以及一些移动储能方面，并指出了二次电池若要保证经济性，一定要保证应用于经济价值较高的领域，同时也需要与电池使用条件相对匹配。

其他诸如加州理工大学、美国西北太平洋国家实验室也进行了大量的研究，主要针对不同体系电池二次利用的性能表现、电池的可靠性、电池的成本等方面做了大量的研究，由于篇幅问题，在此就不再赘述了。

如果给动力电池的梯次利用安排一个关键词，那么就是“研究”，目前梯次利用就是处于“研究”阶段，主要是基于各种模型、各种实验、各种假设、各种计算以及小规模商业或工程示范的线索。那么电池梯次利用过程中，到底遇到了什么问题？我捡几个主要的说一下：

一、寿命是个谜

虽然在动力和储能市场，都会用电池(组)全生命周期内能提供的总能量来描述电池的寿命，却有着不同的意义。动力电池中，这个容量意味着电动汽车的总行驶里程，但是在储能市场，则意味着电池的使用时间，是10年?15年？还是20年？可以看出储能电池与动力电池最大的区别是要求长时间的运行，为了延长电池寿命，储能电池组往往始终保证在20%-90%的工作区内运行的，国外很多储能项目的案例就是这么做的。即使如此，也不能保证每一块储能电池都能达到设计要求。二次利用的动力电池在服役期间，根本无法保证在20%-90%放电区间能运行，而且根据实际路况不同，可能会频繁出现大倍率放电的场景，再加上现在时兴的快速充电技术，每一项都可能对动力电池造成不可预知的伤害，虽然电池在测试性能(如电压和阻抗)和容量上可以达到储能电池的要求，但是二次服役的实际寿命到底能达到多少年，可能没有人能够知道。

二、成本仍然是敏感问题

如果让储能市场选择退役的动力电池，就需要这些电池拥有足够的价格优势。相应的，如果想通过二次利用进一步降低锂电池的使用成本，那么定价中既要包括电池的回收拆解分选的成本，也要包括对对电池初次使用中成本的摊销。电池在回收、检测、仓储、运输、二次成组等等，每一个环节都是成本项，这些项目的实际成本，可能与经济模型预测的成本有非常大的差别。在没有补贴机制保证的前提下，梯次利用的电池成本是否真的能被储能市场所接受，还有待验证。

三、技术问题还很多

第一电动转载了一篇文章，文章标题为《动力锂电池梯次利用的关键技术》，文章里描述了电池梯次利用关键技术是双向DC\DC转换器及其数控软件。此外，我想谈谈电池梯次利用过程中还可能遇到的其他问题。

在废旧电池回收处理中，首先要将电池进行失效和拆解。所谓失效，就是让电池丧失所有电量，保证拆解过程的安全。对小型电池而言，失效可能就是将正负极短接，将余电放净。工业化生产中，则使用液氮通过冷冻的方式让电池失效。梯次利用的要求正好相反，要求电池拆解下来是完好的。退役的动力电池生产厂商繁多，型号纷杂，即使相同厂家、相同型号的电芯，如果来自不同成型，其成组方式和结构也可能有较大的区别。因此，其中相当一部分工作，可能需要借助手工来完成，工人的技能水平可能会影响着电池回收过程中的成品率。同时，这种拆解过程中也存在安全隐患。

完成电池拆解后，如何对电池进行评价呢？在研究过程中，科研人员使用各种先进的仪器和方法对退役电池做了大量的检测，来评价其好坏。在生产过程中，动力电池出厂时，往往也会通过抽样的方法，完成严格出厂测试(包括性能、寿命、热稳定性、安全性等等)。梯次利用的电池，可能在这个环节上比较尴尬。首先，电池量相对较大，我们无法面面俱到的，首先在时间和成本上是不容许的，其次面面俱到的检测，可能也会对电池本身造成进一步的伤害。如果抽样检测，那么这种回收电池的抽样是否具有统计意义也是有待商榷的。

当电池检测、筛选(根据电池容量、电压、自放电、内阻等特性进行分组)顺利完成之后，就面临着二次成组的问题。所谓二次成组，就是把回收的电芯，再一次设计，组成Pack，满足客户的要求。这个环节，就牵扯到电池Pack的重新设计，加工，组装的过程。而且可能由于回收的电芯来自于不同的厂家，或规格不同，那么意味着Pack设计可能需要多个设计方案，会增加设计成本和加工成本。

电池组经过设计、生产和并在现场顺利安装完毕后，更加严峻的考验来临了！这些从“五湖四海”汇聚而来的电池们，你将如何去管理它们？这时候关键技术DC\DC可能会发挥效力，但是由于被管理的电池组内阻特性、电化学特性、热特性都都不尽相同，让本是世界级难题的BMS开发更是难上加难。

除了寿命和技术问题以外，还有许多的问题有待解决。比如电池售后问题，电池梯次利用退役后的电池回收处理问题，电池梯次利用的收益分享问题，是给电动车用户、电池生产厂家电池回收企业，还是几家去分配……电池回收谁来负责，谁来承担，是储能企业还是动力电池生产企业……

电池梯次利用应用于规模储能还有很长的路要走，但是我认为分散的、小规模的梯次利用可能更有实际意义。比如自家的新能源汽车，淘汰下的电池，稍加改装，成为自家的“移动充电宝”，或者像特斯拉能源墙一样，成为小规模分布式储能的一部分，也许是更容易实现的。

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