退役磷酸鐵鋰電池包梯次利用現(xiàn)狀及核心技術(shù)

來源：存能電氣  日期：2019-06-13 14:06  瀏覽量：次

　　退役磷酸鐵鋰電池包梯次利用現(xiàn)狀及核心技術(shù)。目前，磷酸鐵鋰電池是我國(guó)主要發(fā)展且用量較大的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池之一。隨著清潔能源汽車的深入推廣，退役電池?cái)?shù)量在不斷增加，回收壓力越來越大。由于退役電池往往還保有一定使用壽命，如果能夠好好利用回收，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，可以有效延長(zhǎng)使用期限，降低所使用場(chǎng)合的運(yùn)營(yíng)成本。本文針對(duì)退役磷酸鐵鋰電池包梯次利用現(xiàn)狀及核心技術(shù)展開說明。

　　退役磷酸鐵鋰電池包梯次回收現(xiàn)狀

　　如果直接將廢棄的磷酸鐵鋰電池丟棄，會(huì)造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，由于其潛在的危害和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，世界各國(guó)相繼展開積極的研究。

　　產(chǎn)業(yè)界最開始并沒有針對(duì)磷酸鐵鋰電池一類單獨(dú)回收，而是側(cè)重鋰電池整體的回收；美國(guó)Toxco公司采用低溫破碎分離法回收處理鋰離子電池材料，目前已經(jīng)建成年加工處理廢舊鋰離子電池規(guī)模達(dá)3500的工廠，并展開運(yùn)行；日本礦業(yè)金屬公司和日本著名蓄電池制造商湯淺(GSYuasa)公司也在計(jì)劃從廢舊的電動(dòng)汽車用電池中回收鋰資源。近幾年，由于磷酸鐵鋰憑借其成本、性能、壽命等方面的優(yōu)勢(shì)。得到廣泛應(yīng)用，關(guān)于磷酸鐵鋰電池的回收工作也陸續(xù)展開。

　　雖然主管部門和企業(yè)大力推行磷酸鐵鋰電池，但由于尚處于大量裝備車輛階段，回收利用還處于起步階段，現(xiàn)有的回收體系也不健全，主要有以下幾方面問題。

　　(1)回收量小。動(dòng)力電池在我國(guó)近幾年才得到廣泛使用，沒有出現(xiàn)大規(guī)模報(bào)廢。回收的電池大多來自于企業(yè)的報(bào)廢電池，個(gè)人的電池回收意識(shí)不強(qiáng)，數(shù)量也有限。

　　(2)沒有完整的回收網(wǎng)絡(luò)。目前主要靠各地回收公司進(jìn)行回收，電池雖然量大，但是零散，少量電池回收價(jià)值不高，還可能當(dāng)作生活垃圾處理掉。

　　(3)回收企業(yè)資質(zhì)不全。法律規(guī)定企業(yè)申請(qǐng)到危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)許可證才有廢電池回收處理資質(zhì)，但是真正擁有資質(zhì)的回收企業(yè)并不多，小企業(yè)非法回收擾亂了市場(chǎng)，也帶來了安全隱患。

　　退役磷酸鐵鋰電池包梯次利用現(xiàn)狀

　　以電動(dòng)汽車行業(yè)為例，通常在電動(dòng)汽車工況下，動(dòng)力電池的容量衰減至初始容量的80%即認(rèn)為無法滿足行車要求，需要更換。因此退役的動(dòng)力磷酸鐵鋰電池往往具有電池初始容量的75%以上，內(nèi)部的化學(xué)成分并未改變。實(shí)際上更換下來的電池仍然有較長(zhǎng)的壽命，可以用于對(duì)于電池性能要求不高的場(chǎng)合，如家庭的應(yīng)急電源、低速電動(dòng)車、智能電網(wǎng)的削峰填谷、游樂場(chǎng)玩具車等。動(dòng)力電池的梯次利用可以緩解電池回收的壓力，充分發(fā)揮電池的價(jià)值，降低應(yīng)用的成本，因此開展梯次利用的研究非常必要。

　　我國(guó)重慶等地已經(jīng)建立了公交充電站，利用退役磷酸鐵鋰電池服務(wù)于電動(dòng)公交車站的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以有效地抑制充電負(fù)荷的波動(dòng)，降低電網(wǎng)輸配的成本。美國(guó)通用公司和瑞典ABB集團(tuán)聯(lián)合開展了車載鋰電池二次利用的研究，主要是：儲(chǔ)存太陽能電池和風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的電能。Heymans Catherine等從退役動(dòng)力電池在用戶側(cè)梯次利用的經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，通過分析用戶能源需求及系統(tǒng)成本，研究了退役動(dòng)力電池在用戶側(cè)參與調(diào)峰的可行性。

　　退役磷酸鐵鋰電池包梯次核心技術(shù)

　　退役電池梯次利用的核心技術(shù)主要包括電池分選評(píng)估、成組均衡、運(yùn)行維護(hù)、經(jīng)濟(jì)性評(píng)估等技術(shù)。退役電池重組集成后，目前主要應(yīng)用于低速電動(dòng)車、助力車、直流電源、微電網(wǎng)等場(chǎng)景，在大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域也有應(yīng)用可能性。相關(guān)研究機(jī)構(gòu)從不同技術(shù)及應(yīng)用角度開展了相應(yīng)的研究。

　　E.L.Schneider等詳細(xì)研究了從大量退役鎳氫動(dòng)力電池及鋰離子動(dòng)力電池中挑選可再利用電池的方法，并測(cè)試分析了這些電池的性能，發(fā)現(xiàn)其剩余容量十分可觀。郭劍波等發(fā)明了一種電動(dòng)汽車動(dòng)力電池梯次利用的分級(jí)方法，將電池健康狀態(tài)評(píng)估結(jié)果與電池的使用條件結(jié)合起來，對(duì)梯次利用動(dòng)力電池進(jìn)行分級(jí)。

　　磷酸鐵鋰電池包由于具有循環(huán)壽命更長(zhǎng)，安全性高，成本低，環(huán)境污染較少等優(yōu)點(diǎn)，而成為國(guó)內(nèi)許多企業(yè)在生產(chǎn)初期的第一選擇。對(duì)于產(chǎn)生的廢棄磷酸鐵鋰電池包如果不加以回收處理則會(huì)帶來巨大的環(huán)境污染。另一方面，金屬的有效回收和剩余能量的利用也可以帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此，鋰電生產(chǎn)企業(yè)有必要深入研究廢舊磷酸鐵鋰電池回收處理現(xiàn)狀。