《規(guī)劃》提出“推動(dòng)動(dòng)力電池全價(jià)值鏈發(fā)展”，如完善動(dòng)力電池多層次、多用途回收體系，加強(qiáng)全生命周期監(jiān)管等。征求意見稿提出的措施則更加具體，即鼓勵(lì)梯次利用企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)適用于基站備電、儲(chǔ)能、充換電等領(lǐng)域的梯次產(chǎn)品。

 

在此之前，業(yè)界對動(dòng)力電池的梯次利用問題爭議不斷。爭議的焦點(diǎn)是用在哪兒、怎么用及最終驗(yàn)證能不能用。

 

“并不是所有動(dòng)力電池都適合梯次利用。”南方電網(wǎng)科學(xué)研究院研究員雷博認(rèn)為。而退役動(dòng)力電池到底處在全生命周期的哪個(gè)狀態(tài)、如何對其進(jìn)行全方位評估等問題，則是北京昇科能源科技有限責(zé)任公司創(chuàng)始人褚政宇更關(guān)心的。

 

《中國科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)了解到，隨著我國新能源汽車快速推廣，按照動(dòng)力電池使用壽命為5~10年計(jì)算，將有大量新能源汽車動(dòng)力電池陸續(xù)退役。然而，動(dòng)力電池運(yùn)行數(shù)據(jù)缺失、檢測技術(shù)有限、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺乏等成為其梯次利用的攔路虎，制約行業(yè)規(guī)模化發(fā)展。

 

電池退役潮來了

 

根據(jù)公安部統(tǒng)計(jì)，截至2019年年底，我國新能源汽車保有量達(dá)381萬輛，較2018年增加120萬輛，增幅為46.05%。

 

根據(jù)《規(guī)劃》，從2021年起，國家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)、大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域新增或更新公交、出租、物流配送等公共領(lǐng)域車輛，新能源汽車比例不低于80%；到2035年，純電動(dòng)汽車成為新銷售車輛的主流，公共領(lǐng)域用車全面電動(dòng)化。

 

電池是電動(dòng)汽車的核心器件之一，但由于動(dòng)力電池壽命普遍為5～8年，隨著電動(dòng)汽車保有量不斷增長，退役電池也將不斷增加。

 

隨著動(dòng)力電池的使用時(shí)間增長，剩余容量會(huì)越來越低。當(dāng)剩余容量為初始容量的80%左右時(shí)，動(dòng)力電池將無法滿足電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的需要，便會(huì)退役。但其仍有使用價(jià)值，經(jīng)過測試分選后，仍然可以梯次利用到對電池能量密度要求較低的行業(yè)，如基站備電、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。這不僅可減少資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染，還能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

 

動(dòng)力電池梯次利用已經(jīng)成為行業(yè)共識(shí)。如果把2014年看成是我國電動(dòng)汽車量增長的元年，“今年是第六年，已經(jīng)進(jìn)入第一波動(dòng)力電池退役高峰期”。褚政宇介紹，2019年數(shù)據(jù)顯示，約有12.4億瓦時(shí)動(dòng)力電池退役，其中3/4左右為磷酸鐵鋰電池。

 

這些年，動(dòng)力電池梯次利用場景較為明確，基本是通信基站備用電源、電網(wǎng)儲(chǔ)能、低速車等。

 

例如，中國鐵塔公司用退役磷酸鐵鋰電池作為通信基站備用電源，成為動(dòng)力電池梯次利用發(fā)展最快的應(yīng)用場景之一。目前在全國大約有12萬個(gè)基站使用退役電池，總?cè)萘看蠹s為1.5億瓦時(shí)，這些電池主要是替代原有的鉛酸電池。

 

據(jù)專家估計(jì)，如果現(xiàn)有的通信基站全部更換，大約可以容納200萬輛電動(dòng)汽車的退役電池。中華環(huán)保聯(lián)合會(huì)日前發(fā)布的報(bào)告認(rèn)為，2025年來自電動(dòng)汽車上的梯次電池電量將達(dá)到32億瓦時(shí)，可以覆蓋全國5G通信基站的備用電源需求。

 

篩選和評估是難點(diǎn)

 

然而，盡管市場前景廣闊，但目前動(dòng)力電池梯次利用仍以試點(diǎn)示范工程居多，尚無法進(jìn)行大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用。

 

2018年，南方電網(wǎng)科學(xué)研究院牽頭承擔(dān)了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“梯次利用動(dòng)力電池規(guī)模化工程應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目。“我們在實(shí)施項(xiàng)目階段遇到的最大困難之一就是市面上獲取的退役電池存在嚴(yán)重的不規(guī)范。”雷博坦承，即使國家在2016年以后對動(dòng)力電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸、編碼等作了統(tǒng)一要求，“但整體可用性還不夠高”。

 

除此之外，動(dòng)力電池在車輛上的使用情況也千差萬別，退役下來后，還面臨著不同程度的安全風(fēng)險(xiǎn)，如電池一致性較差、充放電倍率受限、倍率過大容易導(dǎo)致熱失控問題等。

 

在褚政宇看來，對退役動(dòng)力電池進(jìn)行檢測和運(yùn)維可以解決上述大部分問題。

 

“我們?nèi)チ撕芏喱F(xiàn)場。現(xiàn)場對退役動(dòng)力電池的檢測時(shí)間要求非常高，只給四五個(gè)小時(shí)甚至30分鐘到1個(gè)小時(shí)，要快速把電池相關(guān)信息摸清楚。這時(shí)該怎么做，如何測試，測哪些數(shù)據(jù)？”褚政宇說。

 

例如，要快速評估電池當(dāng)前的容量、內(nèi)阻等參量，有無安全隱患，以及預(yù)測電池在梯次利用過程中的衰減趨勢。

 

為此，褚政宇所在的清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)總結(jié)出四點(diǎn)，分別是基礎(chǔ)信息、健康狀態(tài)、一致性狀態(tài)和安全狀態(tài)。“前三個(gè)是評估項(xiàng)，最后是否決項(xiàng)。但行業(yè)在安全狀態(tài)評估方面做得還不到位，很多檢測中心基本沒有這一項(xiàng)，未來應(yīng)用時(shí)風(fēng)險(xiǎn)還是比較大的。”

 

“篩選、評估仍然是當(dāng)下動(dòng)力電池梯次利用的難點(diǎn)。”中國能源研究會(huì)儲(chǔ)能專業(yè)委員會(huì)副主任委員來小康坦言，行業(yè)需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)程序，來判斷退役動(dòng)力電池能不能用、怎么用、用到何處。

 

回收模式也至關(guān)重要

 

在雷博看來，要想做好動(dòng)力電池梯次利用，需要加快建設(shè)信息追溯管理平臺(tái)，把現(xiàn)有電池生產(chǎn)、電網(wǎng)、電動(dòng)汽車企業(yè)在建的平臺(tái)連接起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化的聯(lián)動(dòng)。

 

但另一個(gè)問題也無法回避，即知識(shí)產(chǎn)權(quán)。征求意見稿要求，梯次利用企業(yè)從事廢舊動(dòng)力蓄電池梯次利用活動(dòng)時(shí)，應(yīng)依據(jù)國家有關(guān)法規(guī)要求，與新能源汽車、動(dòng)力蓄電池生產(chǎn)企業(yè)協(xié)調(diào)、解決知識(shí)產(chǎn)權(quán)有關(guān)問題。

 

事實(shí)上，這一規(guī)定本身是合理的，可以有效防止出現(xiàn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛，但在實(shí)施層面卻有很大難度。

 

專家表示，整車企業(yè)和動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)一般不會(huì)向梯次利用企業(yè)提供相關(guān)信息，從知識(shí)產(chǎn)權(quán)的授權(quán)到核心技術(shù)的保密等諸多環(huán)節(jié)，都存在重重關(guān)卡。因此，“僅靠這一條款，很難讓知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題得到解決，至少還需要明確相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的授權(quán)、保密等相關(guān)問題”。

 

除了提高檢測技術(shù)水平及數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)外，退役動(dòng)力電池回收模式也至關(guān)重要。

 

中國綠色供應(yīng)鏈聯(lián)盟電池專委會(huì)副秘書長楊清雨介紹，在國外，無論是租金、押金模式，還是企業(yè)付費(fèi)模式，核心原則是誰使用誰承擔(dān)最后的回收責(zé)任。“在國內(nèi)，國家利用各種政策鼓勵(lì)大家使用新能源汽車，是為了減輕使用者的成本。但從回收角度說，這是矛盾的。”

 

以磷酸鐵鋰電池為例，其剩余壽命和衰減曲線，適合梯次利用。楊清雨表示，如何讓企業(yè)愿意去回收并開展梯次利用，是政策上要考慮的。