隨著新能源汽車的發展，動力電池的“善后”工作也逐漸進入了人們視線。電池回收與梯次利用，近斷兒成為了電池界的熱門話題。什么叫梯次利用呢？南孚電池的廣告里所說的：“把玩具里拆下來的電池，放到遙控器里接著用。”就是典型的梯次利用模型。

    電池回收處理掉就好了，為什么梯次利用。其中有以下三個原因：

    第一，鋰電池成本在新能源汽車成本中，占有較高比重。鋰電池成本過高，是制約新能源汽車發展的一個重要因素。鋰電池正常的使用壽命可能只有三到五年，通過梯次利用，延長鋰電池的壽命，可達到降低成本的目的。

    第二，如果將到達使用壽命的鋰電池，直接淘汰，會造成很大的浪費。比如2014年當年，新能源汽車的銷售量為7萬輛，未來五年，以這個速度增長的話，到2020年，新能源汽車的保有輛將超過40萬輛。如果平均單臺車配備20kWh的動力電池，衰減后，平均每輛車的容量仍然有15KWh的話，即使只回收了一半，就相當于回收了3000MWh的電池。如果這些電池都進入了垃圾桶，實在是一筆很大的浪費。

    動力電池一般電動汽車動力電池衰減后平均每輛車的電池容量仍然有15KWh

    第三，對于儲能市場而言，成本同樣是制約產業商業化發展的關鍵因素，因此對于低成本的儲能方案的需求也非常迫切，如果能通過梯次利用得到低成本的電池解決方案，對儲能行業發展也是非常有利的。

    電池梯次利用的可行性問題的論證。

    首先是，動力電池是成組使用的，可能會由于幾支電芯的失效，而使得整組電池無法使用。這就意味著，這個電池組中，仍有一些電芯的性能是正常的。

    其次是，很多機構對回收的電池，做了大量的數據測試發現，很多退役動力電池，不論從容量、性能和循環壽命上看，仍有著尚可的表現。

    這一切，都為動力電池梯次利用技術角度上的可行性提供了堅實的證據。

    在國內外，梯次利用也是一個正處于研究過程中的狀態，雖然有一些梯次利用的案例，但是這些案例多是示范性質的。比如北京市科委的“電動汽車鋰離子電池系統全生命周期利用技術研究與示范”項目組利用退役的動力電池，在電動場地車、電動叉車和電力變電站直流系統上進行改裝示范，經實測回收電池性能上相比傳統鉛酸電池有一定優勢，且經濟性較好。

    日本的4R Energy株式會社將回收的電池應用于儲能，開發了標稱功率分別為12、24、48、72、96kW的家用和商用儲能產品。這家公司是由日產和住友電工合資成立的，所以聆風電動車上退役的動力電池是他們主要的回收對象。美國的杜克能源、EnerDel、日本的伊藤忠商事，也在回收容量低于80%的退役電池，推廣家用儲能設備。

    在這里要重點提一下美國國家可再生能源實驗室(NREL)開展的鋰電池梯次利用的研究項目，其中指出了車用鋰電池在回收過程中的價值評估問題。一般的說，車用鋰電池回收應用場合多實在電力系統(包括并網型和離網型)、家用和商用儲能系統以及一些移動儲能方面，并指出了二次電池若要保證經濟性，一定要保證應用于經濟價值較高的領域，同時也需要與電池使用條件相對匹配。

    其他諸如加州理工大學、美國西北太平洋國家實驗室也進行了大量的研究，主要針對不同體系電池二次利用的性能表現、電池的可靠性、電池的成本等方面做了大量的研究，由于篇幅問題，在此就不再贅述了。

如果給動力電池的梯次利用安排一個關鍵詞，那么就是“研究”，目前梯次利用就是處于“研究”階段，主要是基于各種模型、各種實驗、各種假設、各種計算以及小規模商業或工程示范的線索。動力電池在梯次利用過程中，遇到以下幾個問題：

    一、壽命是個迷

    雖然在動力和儲能市場，都會用電池(組)全生命周期內能提供的總能量來描述電池的壽命，卻有著不同的意義。動力電池中，這個容量意味著電動汽車的總行駛里程，但是在儲能市場，則意味著電池的使用時間，是10年?15年？還是20年？可以看出儲能電池與動力電池最大的區別是要求長時間的運行，為了延長電池壽命，儲能電池組往往始終保證在20%-90%的工作區內運行的，國外很多儲能項目的案例就是這么做的。即使如此，也不能保證每一塊儲能電池都能達到設計要求。二次利用的動力電池在服役期間，根本無法保證在20%-90%放電區間能運行，而且根據實際路況不同，可能會頻繁出現大倍率放電的場景，再加上現在時興的快速充電技術，每一項都可能對動力電池造成不可預知的傷害，雖然電池在測試性能(如電壓和阻抗)和容量上可以達到儲能電池的要求，但是二次服役的實際壽命到底能達到多少年，可能沒有人能夠知道。

    二、成本仍然是敏感問題

    如果讓儲能市場選擇退役的動力電池，就需要這些電池擁有足夠的價格優勢。相應的，如果想通過二次利用進一步降低鋰電池的使用成本，那么定價中既要包括電池的回收拆解分選的成本，也要包括對對電池初次使用中成本的攤銷。電池在回收、檢測、倉儲、運輸、二次成組等等，每一個環節都是成本項，這些項目的實際成本，可能與經濟模型預測的成本有非常大的差別。在沒有補貼機制保證的前提下，梯次利用的電池成本是否真的能被儲能市場所接受，還有待驗證。

    三、技術問題還很多

    電池梯次利用過程中還可能遇到的其他問題。

    在廢舊電池回收處理中，首先要將電池進行失效和拆解。所謂失效，就是讓電池喪失所有電量，保證拆解過程的安全。對小型電池而言，失效可能就是將正負極短接，將余電放凈。工業化生產中，則使用液氮通過冷凍的方式讓電池失效。梯次利用的要求正好相反，要求電池拆解下來是完好的。退役的動力電池生產廠商繁多，型號紛雜，即使相同廠家、相同型號的電芯，如果來自不同成型，其成組方式和結構也可能有較大的區別。因此，其中相當一部分工作，可能需要借助手工來完成，工人的技能水平可能會影響著電池回收過程中的成品率。同時，這種拆解過程中也存在安全隱患。

    完成電池拆解后，如何對電池進行評價呢？在研究過程中，科研人員使用各種先進的儀器和方法對退役電池做了大量的檢測，來評價其好壞。在生產過程中，動力電池出廠時，往往也會通過抽樣的方法，完成嚴格出廠測試(包括性能、壽命、熱穩定性、安全性等等)。梯次利用的電池，可能在這個環節上比較尷尬。首先，電池量相對較大，我們無法面面俱到的，首先在時間和成本上是不容許的，其次面面俱到的檢測，可能也會對電池本身造成進一步的傷害。如果抽樣檢測，那么這種回收電池的抽樣是否具有統計意義也是有待商榷的。

    當電池檢測、篩選(根據電池容量、電壓、自放電、內阻等特性進行分組)順利完成之后，就面臨著二次成組的問題。所謂二次成組，就是把回收的電芯，再一次設計，組成Pack，滿足客戶的要求。這個環節，就牽扯到電池Pack的重新設計，加工，組裝的過程。而且可能由于回收的電芯來自于不同的廠家，或規格不同，那么意味著Pack設計可能需要多個設計方案，會增加設計成本和加工成本。

    電池組經過設計、生產和并在現場順利安裝完畢后，更加嚴峻的考驗來臨了！這些從“五湖四海”匯聚而來的電池們，你將如何去管理它們？這時候關鍵技術DC\DC可能會發揮效力，但是由于被管理的電池組內阻特性、電化學特性、熱特性都都不盡相同，讓本是世界級難題的BMS開發更是難上加難。

    除了壽命和技術問題以外，還有許多的問題有待解決。比如電池售后問題，電池梯次利用退役后的電池回收處理問題，電池梯次利用的收益分享問題，是給電動車用戶、電池生產廠家電池回收企業，還是幾家去分配……電池回收誰來負責，誰來承擔，是儲能企業還是動力電池生產企業……

    電池梯次利用應用于規模儲能還有很長的路要走，但是我認為分散的、小規模的梯次利用可能更有實際意義。比如自家的新能源汽車，淘汰下的電池，稍加改裝，成為自家的“移動充電寶”，或者像特斯拉能源墻一樣，成為小規模分布式儲能的一部分，也許是更容易實現的。