圖為中國電科院儲能與電工新技術(shù)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(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、中國電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )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)展投資貿易洽談會(huì )”的重要活動(dòng)之一,體現了“開(kāi)放合作·綠色發(fā)展”的主題。電池中國網(wǎng)對本屆論壇進(jìn)行了全程直播報道。
6月21日上午,在以“先進(jìn)電池技術(shù)與鋰資源高效利用”為主題的圓桌會(huì )議上,中國電科院儲能與電工新技術(shù)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(dòng)汽車(chē)鋰動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)研究與示范應用。分四個(gè)部分,背景介紹,國內外研究應用,相關(guān)應用,最后提出問(wèn)題和思考。
環(huán)境和資源問(wèn)題推動(dòng)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(wàn)千瓦,風(fēng)電1.29億千瓦,均世界第一??稍偕茉窗l(fā)電不連續、不穩定、不可控,棄風(fēng)、棄光嚴重,2015年全國棄光率約10%,平均棄風(fēng)率15%。電池儲能是解決可再生能源發(fā)電不持續、不穩定、不可控性的主要方面。儲能技術(shù)應用貫穿電力系統各個(gè)環(huán)節,是智能電網(wǎng)及微網(wǎng)的關(guān)鍵支持技術(shù)。動(dòng)力電池梯次利用的意義在于從電池原材料—電池—電池系統—汽車(chē)應用—二次利用—資源回收—電池原材料,可以降低電池成本。動(dòng)力蓄電池梯次利用相關(guān)的政府政策,2012年國務(wù)院出臺相關(guān)的文件,地方也出臺相關(guān)的措施。
國內外相關(guān)研究及應用方面。
1996年,USABC資助ANL開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)電池二次利用技術(shù)研究。2002年,SNL及DOE資助Sentech公司開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池二次利用技術(shù)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(shù),電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)小,研究側重于理論研究及經(jīng)濟性分析,無(wú)實(shí)質(zhì)成果和應用。2009年日本東芝提出對SCIB電池進(jìn)行二次利用。2013年之后,國內眾多動(dòng)力電池企業(yè)、電動(dòng)汽車(chē)企業(yè)及等積極開(kāi)展動(dòng)力電池梯次利用基礎研究。電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)化快速發(fā)展,動(dòng)力電池的梯次利用有了“現實(shí)需求”,研發(fā)及應用逐漸增多。
電動(dòng)汽車(chē)的梯次利用要考慮到電動(dòng)汽車(chē)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(chē)型使用工況多樣,生產(chǎn)日期服役時(shí)間多樣。退役汽車(chē)電池系統組件綜合梯次利用,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、電池組、電池模塊、電池單體。技術(shù)路線(xiàn)方面,退役動(dòng)力電池的檢測、重組、集成應用。梯次利用應用包括移動(dòng)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(guān)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(huì )電動(dòng)大巴的電池和E6電動(dòng)汽車(chē)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和250KW/1GWh梯次利用磷酸鐵鋰電池儲能系統。前者主要作用是低谷儲電,調節變壓器的輸出功率,穩定節點(diǎn)電壓水平,避免高峰負荷時(shí)段的變壓器過(guò)載,并且在電網(wǎng)失電情況下,可由移動(dòng)式儲能裝置帶動(dòng)用戶(hù)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(guān)注幾個(gè)方面。技術(shù)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,后續壽命,安全性、可靠性檢測、分級篩選技術(shù)、工況測試,重組與管理技術(shù)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?xún)δ芗夹g(shù),再利用的收益,需要快速檢測/分選/成本技術(shù),選擇效益更好的再利用場(chǎng)景,電池系統組件綜合再利用,電池物盡其用等。市場(chǎng)方面,所有權復雜、電池殘值、風(fēng)險責任、電力市場(chǎng),需要政府支撐與扶持,產(chǎn)業(yè)界積極應用。
總的來(lái)講,電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)上總體可行。動(dòng)力電池梯次利用的經(jīng)濟性隨著(zhù)儲能市場(chǎng)的發(fā)展及電池梯次利用規?;膽?,將逐漸顯現。動(dòng)力電池技術(shù)進(jìn)步、性能的提高利于電池梯次利用。電動(dòng)汽車(chē)電池相關(guān)標準化有助于其梯次利用。梯次利用需要進(jìn)一步完善。

