劉道坦：動力電池梯次利用還需要多方面進行完善
圖為中國電科院儲能與電工新技術研究所高級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、科學技術部、工業(yè)和信息化部、中國電動汽車百人會在青海西寧舉辦，“鋰產(chǎn)業(yè)-新生態(tài)”國際高峰論壇。本屆論壇是“第十七屆中國·青海綠色發(fā)展投資貿(mào)易洽談會”的重要活動之一，體現(xiàn)了“開放合作·綠色發(fā)展”的主題。電池中國網(wǎng)對本屆論壇進行了全程直播報道。
6月21日上午，在以“先進電池技術與鋰資源高效利用”為主題的圓桌會議上，中國電科院儲能與電工新技術研究所高級工程師劉道坦做出了演講，以下為演講內容：
我介紹一下電動汽車鋰動力電池梯次利用技術研究與示范應用。分四個部分，背景介紹，國內外研究應用，相關應用，最后提出問題和思考。
環(huán)境和資源問題推動我們利用新能源基礎。
截止2015年底，我國光伏累計裝機容量4318萬千瓦，風電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、棄光嚴重，2015年全國棄光率約10%，平均棄風率15%。電池儲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。儲能技術應用貫穿電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)，是智能電網(wǎng)及微網(wǎng)的關鍵支持技術。動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)—汽車應用—二次利用—資源回收—電池原材料，可以降低電池成本。動力蓄電池梯次利用相關的政府政策，2012年國務院出臺相關的文件，地方也出臺相關的措施。
國內外相關研究及應用方面。
1996年，USABC資助ANL開展電動汽車電池二次利用技術研究。2002年，SNL及DOE資助Sentech公司開展電動汽車動力電池二次利用技術研究。2003年，SNL完成《Technical and Economic Feasibility of Applying Used EV Batteries in Stationary Applications》報告。目前受制于電池技術，電動汽車市場小，研究側重于理論研究及經(jīng)濟性分析，無實質成果和應用。2009年日本東芝提出對SCIB電池進行二次利用。2013年之后，國內眾多動力電池企業(yè)、電動汽車企業(yè)及等積極開展動力電池梯次利用基礎研究。電動汽車市場化快速發(fā)展，動力電池的梯次利用有了“現(xiàn)實需求”，研發(fā)及應用逐漸增多。
電動汽車的梯次利用要考慮到電動汽車的復雜性。首先，設計與制造工藝多樣，高效率電池高能量密度電池成組形式多樣，應用車型使用工況多樣，生產(chǎn)日期服役時間多樣。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、結構件；多結構層次梯次利用包括電池系統(tǒng)、電池組、電池模塊、電池單體。技術路線方面，退役動力電池的檢測、重組、集成應用。梯次利用應用包括移動應用、并網(wǎng)應用和離網(wǎng)應用等。檢測流程方面，有預處理、基本性狀全檢、關鍵性能全檢、分組抽檢等。我從2012年參與一些項目，也接觸包括2008年奧運會電動大巴的電池和E6電動汽車及K9大巴等電池。
工程示范應用方面
國網(wǎng)建有30KW/1GWh梯次利用錳酸鋰電池儲能系統(tǒng)和250KW/1GWh梯次利用磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)。前者主要作用是低谷儲電，調節(jié)變壓器的輸出功率，穩(wěn)定節(jié)點電壓水平，避免高峰負荷時段的變壓器過載，并且在電網(wǎng)失電情況下，可由移動式儲能裝置帶動用戶負荷離網(wǎng)運行。后者主要用于接納可再生能源發(fā)電，跟蹤計劃出力等。
總結一下，我們要關注幾個方面。技術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、失效機理，后續(xù)壽命，安全性、可靠性檢測、分級篩選技術、工況測試，重組與管理技術等方面，目前標準還是缺失的。經(jīng)濟可行性方面，包括舊電池成本計運輸/檢測、重組成本，新電池成本的快速降低，其他低成本的競爭性儲能技術，再利用的收益，需要快速檢測/分選/成本技術，選擇效益更好的再利用場景，電池系統(tǒng)組件綜合再利用，電池物盡其用等。市場方面，所有權復雜、電池殘值、風險責任、電力市場，需要政府支撐與扶持，產(chǎn)業(yè)界積極應用。
總的來講，電動汽車動力電池梯次利用技術上總體可行。動力電池梯次利用的經(jīng)濟性隨著儲能市場的發(fā)展及電池梯次利用規(guī)模化的應用，將逐漸顯現(xiàn)。動力電池技術進步、性能的提高利于電池梯次利用。電動汽車電池相關標準化有助于其梯次利用。梯次利用需要進一步完善。
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