随着新能源汽车的发展，动力电池的“善后”工作也逐渐进入了人们视线。电池回收与梯次利用，近断儿成为了电池界的热门话题。什么叫梯次利用呢？南孚电池的广告里所说的：“把玩具里拆下来的电池，放到遥控器里接着用。”就是典型的梯次利用模型。

    电池回收处理掉就好了，为什么梯次利用。其中有以下三个原因：

    一是，锂电池成本在新能源汽车成本中，占有较高比重。锂电池成本过高，是制约新能源汽车发展的一个重要因素。锂电池正常的使用寿命可能只有三到五年，通过梯次利用，延长锂电池的寿命，可达到降低成本的目的。

    第二，如果将到达使用寿命的锂电池，直接淘汰，会造成很大的浪费。比如2014年当年，新能源汽车的销售量为7万辆，未来五年，以这个速度增长的话，到2020年，新能源汽车的保有辆将超过40万辆。如果平均单台车配备20kWh的动力电池，衰减后，平均每辆车的容量仍然有15KWh的话，即使只回收了一半，就相当于回收了3000MWh的电池。如果这些电池都进入了垃圾桶，实在是一笔很大的浪费。

    动力电池一般电动汽车动力电池衰减后平均每辆车的电池容量仍然有15KWh

    第三，对于储能市场而言，成本同样是制约产业商业化发展的关键因素，因此对于低成本的储能方案的需求也非常迫切，如果能通过梯次利用得到低成本的电池解决方案，对储能行业发展也是非常有利的。

    电池梯次利用的可行性问题的论证。

    首先是，动力电池是成组使用的，可能会由于几支电芯的失效，而使得整组电池无法使用。这就意味着，这个电池组中，仍有一些电芯的性能是正常的。

    其次是，很多机构对回收的电池，做了大量的数据测试发现，很多退役动力电池，不论从容量、性能和循环寿命上看，仍有着尚可的表现。

    这一切，都为动力电池梯次利用技术角度上的可行性提供了坚实的证据。

    在国内外，梯次利用也是一个正处于研究过程中的状态，虽然有一些梯次利用的案例，但是这些案例多是示范性质的。比如北京市科委的“电动汽车锂离子电池系统全生命周期利用技术研究与示范”项目组利用退役的动力电池，在电动场地车、电动叉车和电力变电站直流系统上进行改装示范，经实测回收电池性能上相比传统铅酸电池有一定优势，且经济性较好。

    日本的4R Energy株式会社将回收的电池应用于储能，开发了标称功率分别为12、24、48、72、96kW的家用和商用储能产品。这家公司是由日产和住友电工合资成立的，所以聆风电动车上退役的动力电池是他们主要的回收对象。美国的杜克能源、EnerDel、日本的伊藤忠商事，也在回收容量低于80%的退役电池，推广家用储能设备。

    在这里要重点提一下美国国家可再生能源实验室(NREL)开展的锂电池梯次利用的研究项目，其中指出了车用锂电池在回收过程中的价值评估问题。一般的说，车用锂电池回收应用场合多实在电力系统(包括并网型和离网型)、家用和商用储能系统以及一些移动储能方面，并指出了二次电池若要保证经济性，一定要保证应用于经济价值较高的领域，同时也需要与电池使用条件相对匹配。

    其他诸如加州理工大学、美国西北太平洋国家实验室也进行了大量的研究，主要针对不同体系电池二次利用的性能表现、电池的可靠性、电池的成本等方面做了大量的研究，由于篇幅问题，在此就不再赘述了。

    如果给动力电池的梯次利用安排一个关键词，那么就是“研究”，目前梯次利用就是处于“研究”阶段，主要是基于各种模型、各种实验、各种假设、各种计算以及小规模商业或工程示范的线索。动力电池在梯次利用过程中，遇到以下几个问题：

    一、寿命是个迷

    虽然在动力和储能市场，都会用电池(组)全生命周期内能提供的总能量来描述电池的寿命，却有着不同的意义。动力电池中，这个容量意味着电动汽车的总行驶里程，但是在储能市场，则意味着电池的使用时间，是10年?15年？还是20年？可以看出储能电池与动力电池较大的区别是要求长时间的运行，为了延长电池寿命，储能电池组往往始终保证在20%-90%的工作区内运行的，国外很多储能项目的案例就是这么做的。即使如此，也不能保证每一块储能电池都能达到设计要求。二次利用的动力电池在服役期间，根本无法保证在20%-90%放电区间能运行，而且根据实际路况不同，可能会频繁出现大倍率放电的场景，再加上现在时兴的快速充电技术，每一项都可能对动力电池造成不可预知的伤害，虽然电池在测试性能(如电压和阻抗)和容量上可以达到储能电池的要求，但是二次服役的实际寿命到底能达到多少年，可能没有人能够知道。

    二、成本仍然是敏感问题

    如果让储能市场选择退役的动力电池，就需要这些电池拥有足够的价格优势。相应的，如果想通过二次利用进一步降低锂电池的使用成本，那么定价中既要包括电池的回收拆解分选的成本，也要包括对对电池初次使用中成本的摊销。电池在回收、检测、仓储、运输、二次成组等等，每一个环节都是成本项，这些项目的实际成本，可能与经济模型预测的成本有非常大的差别。在没有补贴机制保证的前提下，梯次利用的电池成本是否真的能被储能市场所接受，还有待验证。

    三、技术问题还很多

    电池梯次利用过程中还可能遇到的其他问题。

    在废旧电池回收处理中，首先要将电池进行失效和拆解。所谓失效，就是让电池丧失所有电量，保证拆解过程的安全。对小型电池而言，失效可能就是将正负极短接，将余电放净。工业化生产中，则使用液氮通过冷冻的方式让电池失效。梯次利用的要求正好相反，要求电池拆解下来是完好的。退役的动力电池生产厂商繁多，型号纷杂，即使相同厂家、相同型号的电芯，如果来自不同成型，其成组方式和结构也可能有较大的区别。因此，其中相当一部分工作，可能需要借助手工来完成，工人的技能水平可能会影响着电池回收过程中的成品率。同时，这种拆解过程中也存在安全隐患。

    完成电池拆解后，如何对电池进行评价呢？在研究过程中，科研人员使用各种先进的仪器和方法对退役电池做了大量的检测，来评价其好坏。在生产过程中，动力电池出厂时，往往也会通过抽样的方法，完成严格出厂测试(包括性能、寿命、热稳定性、安全性等等)。梯次利用的电池，可能在这个环节上比较尴尬。首先，电池量相对较大，我们无法面面俱到的，首先在时间和成本上是不容许的，其次面面俱到的检测，可能也会对电池本身造成进一步的伤害。如果抽样检测，那么这种回收电池的抽样是否具有统计意义也是有待商榷的。

    当电池检测、筛选(根据电池容量、电压、自放电、内阻等特性进行分组)顺利完成之后，就面临着二次成组的问题。所谓二次成组，就是把回收的电芯，再一次设计，组成Pack，满足客户的要求。这个环节，就牵扯到电池Pack的重新设计，加工，组装的过程。而且可能由于回收的电芯来自于不同的厂家，或规格不同，那么意味着Pack设计可能需要多个设计方案，会增加设计成本和加工成本。

    电池组经过设计、生产和并在现场顺利安装完毕后，更加严峻的考验来临了！这些从“五湖四海”汇聚而来的电池们，你将如何去管理它们？这时候关键技术DC\DC可能会发挥效力，但是由于被管理的电池组内阻特性、电化学特性、热特性都都不尽相同，让本是难题的BMS开发更是难上加难。

    除了寿命和技术问题以外，还有许多的问题有待解决。比如电池售后问题，电池梯次利用退役后的电池回收处理问题，电池梯次利用的收益分享问题，是给电动车用户、电池生产厂家电池回收企业，还是几家去分配……电池回收谁来负责，谁来承担，是储能企业还是动力电池生产企业……

    电池梯次利用应用于规模储能还有很长的路要走，但是我认为分散的、小规模的梯次利用可能更有实际意义。比如自家的新能源汽车，淘汰下的电池，稍加改装，成为自家的“移动充电宝”，或者像特斯拉能源墙一样，成为小规模分布式储能的一部分，也许是更容易实现的。