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【深度】解读:动力电池的梯次利用和锂资源回收

导读: 我国目前已成为世界上最大的锂资源消费国。随着锂资源需求日益增加,需求量和储量之间的矛盾逐渐凸显,废旧电池的梯次利用和回收利用也越来越受到各方的重视。如何有效进行动力电池的梯次利用和锂资源回收成为我国动力电池技术发展的重要课题之一。

  众所周知,电动汽车跨越式增长促进了动力电池产业与技术的高速发展。受益于锂电池需求旺盛以及南美盐湖锂产能减产等因素,国内电池级碳酸锂平均价格由2014年6月的3.9万元/吨,一路上涨到了2015年12月的12.9万元/吨,累计涨幅达到230%!

  值得注意的是,我国目前已成为世界上最大的锂资源消费国。随着锂资源需求日益增加,需求量和储量之间的矛盾逐渐凸显,废旧电池的梯次利用和回收利用也越来越受到各方的重视。如何有效进行动力电池的梯次利用和锂资源回收成为我国动力电池技术发展的重要课题之一。

  “ 话题① 梯次利用与回收利用 ”

  【背景】电动汽车的动力电池性能会随着充电次数的增加而衰减,当电池容量衰减至额定容量的80%以下时,动力电池就不适于应用在电动汽车上,这意味着其在电动汽车上的使用寿命终止。如果直接将电池淘汰,必将造成资源的严重浪费,同时也会导致环境污染。

  针对退役的动力电池,有两种可行的处理方法。一种是直接作为工业废品,进行报废和拆解,提炼其中的原材料,实现原材料的循环利用。另一种方式则是考虑退役的动力电池,虽然已经不满足汽车的使用条件,但仍然拥有一定的余能,其寿命并未完全终止,可以用在其他领域作为电能的载体使用,从而充分发挥其剩余价值。

【深度】解读:动力电池的梯次利用和锂资源回收

  中国电科院储能与电工新技术研究所高级工程师刘道坦

  动力电池梯次利用需要考虑三个问题

  动力电池梯次利用的意义在于从电池原材料—电池—电池系统—汽车应用—二次利用—资源回收—电池原材料的电池全生命周期使用角度考虑,可以降低电池成本,避免环境污染。

  2009年日本东芝提出对SCIB电池进行二次利用。2013年之后,国内众多动力电池企业、电动汽车企业也都积极开展动力电池梯次利用基础研究。电动汽车市场化快速发展让动力电池的梯次利用有了“现实需求”,研发及应用逐渐增多。

  电动汽车的梯次利用要考虑到电动汽车的复杂性,但技术上总体可行。在工程示范应用方面,国网建有30KW/1MWh梯次利用锰酸锂电池储能系统和250KW/1MWh梯次利用磷酸铁锂电池储能系统。

  总体来讲,我们需要关注三个方面的问题:

  ①技术性可行性方面:包括老化程度、后期衰退、安全性、可靠性,涉及到老化、失效机理,后续寿命,安全性、可靠性检测、分级筛选技术、工况测试,重组与管理技术等方面,但相关标准目前仍缺失。

  ②经济可行性方面,包括旧电池成本计运输/检测、重组成本,新电池成本的快速降低,低成本的竞争性储能技术,再利用的收益,需要快速检测/分选/成本技术,电池系统组件综合再利用等。

  ③市场方面,所有权复杂、电池残值、风险责任、电力市场,这方面还需要政府支撑与扶持,产业界的积极响应和。

  总体来说,随着动力电池技术进步和性能的提高,相关标准的逐步完善,都利于其梯次利用。而动力电池梯次利用的经济性随着储能市场的发展及电池梯次利用规模化的应用,也逐渐显现。

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