退役磷酸鐵鋰電池包梯次利用現(xiàn)狀及核心技術(shù)

來源：存能電氣  日期：2019-06-13 14:06  瀏覽量：次

　　退役磷酸鐵鋰電池包梯次利用現(xiàn)狀及核心技術(shù)。目前，磷酸鐵鋰電池是我國主要發(fā)展且用量較大的電動汽車動力電池之一。隨著清潔能源汽車的深入推廣，退役電池?cái)?shù)量在不斷增加，回收壓力越來越大。由于退役電池往往還保有一定使用壽命，如果能夠好好利用回收，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，可以有效延長使用期限，降低所使用場合的運(yùn)營成本。本文針對退役磷酸鐵鋰電池包梯次利用現(xiàn)狀及核心技術(shù)展開說明。

　　退役磷酸鐵鋰電池包梯次回收現(xiàn)狀

　　如果直接將廢棄的磷酸鐵鋰電池丟棄，會造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，由于其潛在的危害和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，世界各國相繼展開積極的研究。

　　產(chǎn)業(yè)界最開始并沒有針對磷酸鐵鋰電池一類單獨(dú)回收，而是側(cè)重鋰電池整體的回收；美國Toxco公司采用低溫破碎分離法回收處理鋰離子電池材料，目前已經(jīng)建成年加工處理廢舊鋰離子電池規(guī)模達(dá)3500的工廠，并展開運(yùn)行；日本礦業(yè)金屬公司和日本著名蓄電池制造商湯淺(GSYuasa)公司也在計(jì)劃從廢舊的電動汽車用電池中回收鋰資源。近幾年，由于磷酸鐵鋰憑借其成本、性能、壽命等方面的優(yōu)勢。得到廣泛應(yīng)用，關(guān)于磷酸鐵鋰電池的回收工作也陸續(xù)展開。

　　雖然主管部門和企業(yè)大力推行磷酸鐵鋰電池，但由于尚處于大量裝備車輛階段，回收利用還處于起步階段，現(xiàn)有的回收體系也不健全，主要有以下幾方面問題。

　　(1)回收量小。動力電池在我國近幾年才得到廣泛使用，沒有出現(xiàn)大規(guī)模報(bào)廢。回收的電池大多來自于企業(yè)的報(bào)廢電池，個(gè)人的電池回收意識不強(qiáng)，數(shù)量也有限。

　　(2)沒有完整的回收網(wǎng)絡(luò)。目前主要靠各地回收公司進(jìn)行回收，電池雖然量大，但是零散，少量電池回收價(jià)值不高，還可能當(dāng)作生活垃圾處理掉。

　　(3)回收企業(yè)資質(zhì)不全。法律規(guī)定企業(yè)申請到危險(xiǎn)廢物經(jīng)營許可證才有廢電池回收處理資質(zhì)，但是真正擁有資質(zhì)的回收企業(yè)并不多，小企業(yè)非法回收擾亂了市場，也帶來了安全隱患。

　　退役磷酸鐵鋰電池包梯次利用現(xiàn)狀

　　以電動汽車行業(yè)為例，通常在電動汽車工況下，動力電池的容量衰減至初始容量的80%即認(rèn)為無法滿足行車要求，需要更換。因此退役的動力磷酸鐵鋰電池往往具有電池初始容量的75%以上，內(nèi)部的化學(xué)成分并未改變。實(shí)際上更換下來的電池仍然有較長的壽命，可以用于對于電池性能要求不高的場合，如家庭的應(yīng)急電源、低速電動車、智能電網(wǎng)的削峰填谷、游樂場玩具車等。動力電池的梯次利用可以緩解電池回收的壓力，充分發(fā)揮電池的價(jià)值，降低應(yīng)用的成本，因此開展梯次利用的研究非常必要。

　　我國重慶等地已經(jīng)建立了公交充電站，利用退役磷酸鐵鋰電池服務(wù)于電動公交車站的儲能系統(tǒng)，可以有效地抑制充電負(fù)荷的波動，降低電網(wǎng)輸配的成本。美國通用公司和瑞典ABB集團(tuán)聯(lián)合開展了車載鋰電池二次利用的研究，主要是：儲存太陽能電池和風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的電能。Heymans Catherine等從退役動力電池在用戶側(cè)梯次利用的經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，通過分析用戶能源需求及系統(tǒng)成本，研究了退役動力電池在用戶側(cè)參與調(diào)峰的可行性。

　　退役磷酸鐵鋰電池包梯次核心技術(shù)

　　退役電池梯次利用的核心技術(shù)主要包括電池分選評估、成組均衡、運(yùn)行維護(hù)、經(jīng)濟(jì)性評估等技術(shù)。退役電池重組集成后，目前主要應(yīng)用于低速電動車、助力車、直流電源、微電網(wǎng)等場景，在大規(guī)模儲能技術(shù)領(lǐng)域也有應(yīng)用可能性。相關(guān)研究機(jī)構(gòu)從不同技術(shù)及應(yīng)用角度開展了相應(yīng)的研究。

　　E.L.Schneider等詳細(xì)研究了從大量退役鎳氫動力電池及鋰離子動力電池中挑選可再利用電池的方法，并測試分析了這些電池的性能，發(fā)現(xiàn)其剩余容量十分可觀。郭劍波等發(fā)明了一種電動汽車動力電池梯次利用的分級方法，將電池健康狀態(tài)評估結(jié)果與電池的使用條件結(jié)合起來，對梯次利用動力電池進(jìn)行分級。

　　磷酸鐵鋰電池包由于具有循環(huán)壽命更長，安全性高，成本低，環(huán)境污染較少等優(yōu)點(diǎn)，而成為國內(nèi)許多企業(yè)在生產(chǎn)初期的第一選擇。對于產(chǎn)生的廢棄磷酸鐵鋰電池包如果不加以回收處理則會帶來巨大的環(huán)境污染。另一方面，金屬的有效回收和剩余能量的利用也可以帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此，鋰電生產(chǎn)企業(yè)有必要深入研究廢舊磷酸鐵鋰電池回收處理現(xiàn)狀。