什么是梯次電池?鋰電池梯次利用的難點(diǎn)

來源：存能電氣  日期：2020-04-26 14:53  瀏覽量：次

什么是梯次電池？鋰電池梯次利用的難點(diǎn)。鋰電池使用量最大的設(shè)備是電動(dòng)汽車，隨著第一批電動(dòng)汽車使用年限的逐漸到來大量車用鋰電池組面臨退役和報(bào)廢處理。提前報(bào)廢的電池組很多仍具有較高的利用價(jià)值，通過合理的梯次利用可繼續(xù)發(fā)揮其余熱，但一致性問題不解決，新組裝的梯次利用電池組仍會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)同樣發(fā)生一致性問題。

什么是梯次電池？

梯次電池是指電池的降級(jí)使用，是針對(duì)電池組來說的。就是新的電池組在使用一定時(shí)間后出現(xiàn)了衰減，衰減后不足以滿足當(dāng)下設(shè)備應(yīng)用電源需求，但是電池并不是已經(jīng)壞了，在對(duì)其做一定的修復(fù)調(diào)整后，可以在用電要求降一級(jí)的設(shè)備上使用，比如原來的設(shè)備用電是200Ah，72V的，但是梯級(jí)電池經(jīng)過修復(fù)調(diào)整后只有120Ah，62V，這樣就只能適用于別的用電設(shè)備了。

梯次電池是指車用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池在容量衰減到80%以下后，用于通信基站備電、儲(chǔ)能等場景的電池。隨著鋰電池成本的不斷下降，這種能量密度更高、壽命更長的電池正變得更具競爭力，部分場景取代鉛酸蓄電池成為可能，梯級(jí)利用電池有望進(jìn)一步降低基站建設(shè)成本，并在削峰填谷、太陽能基站等場景發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造價(jià)值。

梯次電池除了在性能上與儲(chǔ)能場景不匹配，還有很高的隱形成本。梯次利用電池和整體儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命是不配套的，后續(xù)更換電池的成本很高。由于梯次電池的壽命有限，一些梯次利用項(xiàng)目很可能出現(xiàn)電池壽命短于儲(chǔ)能箱體、空調(diào)、防護(hù)措施的問題。因此出現(xiàn)中途更換電池的情況，這個(gè)成本是比較高昂的。

梯次利用是指某一個(gè)已經(jīng)使用過的產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到原生設(shè)計(jì)壽命，再通過其他方法使其功能全部或部分恢復(fù)的繼續(xù)使用過程，且該過程屬于基本同級(jí)或降級(jí)應(yīng)用的方式。梯次利用與梯度利用、階梯利用、降級(jí)使用在概念上是基本一致的，但不能視為翻新使用。

鋰電池梯次利用的難點(diǎn)

①探索最佳配組方案，標(biāo)準(zhǔn)模組直接梯次利用是最佳方案，單只問題電芯導(dǎo)致模組需要拆解并重新組合；

②集中式大型儲(chǔ)能電站安全性。磷酸鐵鋰電芯的大規(guī)模儲(chǔ)能梯次利用是可行的，退役的三元電芯的集中式儲(chǔ)能方案不現(xiàn)實(shí)，適合直接資源化回收；

③針對(duì)電池組的優(yōu)化管理尚無非常有效的解決方案，因?yàn)殡娦静⒉皇且粋€(gè)特性比較明確的物理系統(tǒng)，而是一個(gè)在不斷變化的化學(xué)系統(tǒng)。國內(nèi)BMS軟硬件研發(fā)方面，起步晚理論研究不足各家企業(yè)都還沒有非常穩(wěn)定可靠的解決方案。

由于鋰電池組的一致性問題在全世界都是一個(gè)技術(shù)難題，尚沒有高效、徹底和經(jīng)濟(jì)的解決方案和技術(shù)使得梯次利用電池組的運(yùn)行安全性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原電池組，并且梯次利用的安全、循環(huán)壽命和再利用價(jià)值無法得到保證，所以電池組梯次利用在具體應(yīng)用層面和市場反應(yīng)遠(yuǎn)不如預(yù)期的好。目前梯次電池最大問題是退役的電池找不到適宜的應(yīng)用場景。

鋰電池梯次利用所遇到的問題不僅限于配組時(shí)一致性較難控制的退役電池組的梯次利用，也包括配組時(shí)一致性較好的標(biāo)準(zhǔn)電池組。鋰電池梯次利用最需要注意和解決的是電池組的運(yùn)行安全問題，沒有了安全這個(gè)前提，梯次利用無從談起。