什么是梯次電池?鋰電池梯次利用的難點

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。鋰電池使用量最大的設備是電動汽車，隨著第一批電動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廢處理。提前報廢的電池組很多仍具有較高的利用價值，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在較短的時間內(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使用，是針對電池組來說的。就是新的電池組在使用一定時間后出現(xiàn)了衰減，衰減后不足以滿足當下設備應用電源需求，但是電池并不是已經(jīng)壞了，在對其做一定的修復調(diào)整后，可以在用電要求降一級的設備上使用，比如原來的設備用電是200Ah，72V的，但是梯級電池經(jīng)過修復調(diào)整后只有120Ah，62V，這樣就只能適用于別的用電設備了。

梯次電池是指車用磷酸鐵鋰動力電池在容量衰減到80%以下后，用于通信基站備電、儲能等場景的電池。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，梯級利用電池有望進一步降低基站建設成本，并在削峰填谷、太陽能基站等場景發(fā)揮優(yōu)勢，創(chuàng)造價值。

梯次電池除了在性能上與儲能場景不匹配，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，一些梯次利用項目很可能出現(xiàn)電池壽命短于儲能箱體、空調(diào)、防護措施的問題。因此出現(xiàn)中途更換電池的情況，這個成本是比較高昂的。

梯次利用是指某一個已經(jīng)使用過的產(chǎn)品已經(jīng)達到原生設計壽命，再通過其他方法使其功能全部或部分恢復的繼續(xù)使用過程，且該過程屬于基本同級或降級應用的方式。梯次利用與梯度利用、階梯利用、降級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

①探索最佳配組方案，標準模組直接梯次利用是最佳方案，單只問題電芯導致模組需要拆解并重新組合；

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

③針對電池組的優(yōu)化管理尚無非常有效的解決方案，因為電芯并不是一個特性比較明確的物理系統(tǒng)，而是一個在不斷變化的化學系統(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技術難題，尚沒有高效、徹底和經(jīng)濟的解決方案和技術使得梯次利用電池組的運行安全性遠遠低于原電池組，并且梯次利用的安全、循環(huán)壽命和再利用價值無法得到保證，所以電池組梯次利用在具體應用層面和市場反應遠不如預期的好。目前梯次電池最大問題是退役的電池找不到適宜的應用場景。

鋰電池梯次利用所遇到的問題不僅限于配組時一致性較難控制的退役電池組的梯次利用，也包括配組時一致性較好的標準電池組。鋰電池梯次利用最需要注意和解決的是電池組的運行安全問題，沒有了安全這個前提，梯次利用無從談起。