伴隨電動汽車的高速發(fā)展，給電動汽車供應(yīng)驅(qū)動動力的動力鋰電池梯次利用已成為上述能源體系一個迫在眉睫的問題。

文︱立厷

圖︱網(wǎng)絡(luò)

五月三十日，深圳一純進(jìn)口TSLAModel3的車主在充電站被困車內(nèi)十多分鐘里，險些窒息。TSLA官微表示："現(xiàn)場判斷車輛的情況是因為車輛12V電瓶蓄電能力下降導(dǎo)致?！瓕囕v外接搭電后，車輛已開至服務(wù)中心進(jìn)行進(jìn)一步檢測。"

六月十一日，TSLAModelS改款車型Plaid上市，其最大變化是之前使用的12V鉛酸電池已由鋰電池替代，這釋放了什么信號呢？

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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隨著向應(yīng)對氣候變化的"3060目標(biāo)"的提出，走向碳中和已經(jīng)成為世界重要國家的共識，向?qū)崿F(xiàn)"凈零"遠(yuǎn)景邁進(jìn)。在我國，構(gòu)建綠色、低碳、清潔、高效安全能源體系是我國能源發(fā)展大方向。到2030年，我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65％以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25％左右，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。伴隨電動汽車的高速發(fā)展，給電動汽車供應(yīng)驅(qū)動動力的動力鋰電池梯次利用已成為上述能源體系一個迫在眉睫的問題。

儲能規(guī)模不斷攀升

新能源體系的建立將在很大程度上改變傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)，之前的煤電和燃機(jī)發(fā)電為主將會變?yōu)橐悦弘姾腿紮C(jī)為基礎(chǔ)，風(fēng)電、光伏、儲能（包括電動汽車）能源供給形式多樣化共存的新局面。儲能在其中發(fā)揮一個非常重要的支撐用途，是提升電力系統(tǒng)靈活性、安全經(jīng)濟(jì)性的重要手段，同時也是互聯(lián)網(wǎng)加智慧能源的重要組成部分和關(guān)件支撐技術(shù)。

現(xiàn)有儲能技術(shù)重要以物理儲能和化學(xué)儲能為主，包括壓縮空氣、鋰電池、氫儲能等。雖然儲能技術(shù)路線非常多，但短時間看，從能量轉(zhuǎn)化效率、技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)性分析，可以實現(xiàn)商業(yè)化的路線并不多。

數(shù)據(jù)顯示，截止2019年，全球投運(yùn)的儲能項目裝機(jī)規(guī)模大約為184．6GW，其中物理儲能是占比最大，達(dá)171GW規(guī)模，電化學(xué)裝機(jī)規(guī)模緊隨其后，約為5．2％。

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標(biāo)稱電壓：28.8V
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應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備

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環(huán)保車輛引發(fā)鋰電池?fù)?dān)憂

市場調(diào)研公司Yole認(rèn)為，鋰電池回收市場重要由蓬勃發(fā)展的電動汽車市場推動，預(yù)計到2025年，將有70．5萬噸鋰電池報廢，2040年這一數(shù)字將達(dá)到每年900萬噸。

Yole分析師表示，2019年鋰電池回收市場總量約為9．38萬噸，2019－2025年復(fù)合年上升率為30％，期末達(dá)到45．9369萬噸。目前鋰電池原材料的回收利用價值約為3．15億美元，這個數(shù)字到2025年將達(dá)到11．37億美元，到2040年將達(dá)到23．81億美元。

鋰電池回收市場趨勢

Yole電力電子和材料分析師ShaluAgarwal博士認(rèn)為："鋰電池廣泛應(yīng)用于消費(fèi)品、電動汽車和混合動力汽車、固定儲能及其他應(yīng)用。電動汽車市場的快速上升對解決迫在眉睫的氣候危機(jī)和實現(xiàn)減少二氧化碳排放的全球目標(biāo)至關(guān)重要。然而，越來越多的電動汽車對鋰電池回收商提出了嚴(yán)峻的廢物管理挑戰(zhàn)。隨著電動汽車的普及爆炸式上升，曾經(jīng)為環(huán)保汽車供應(yīng)動力的大量報廢鋰電池也在爆炸式上升"。

據(jù)Yole分析，到2025年，廢舊鋰電池將達(dá)到70．5萬噸左右，2040年廢舊鋰電池年產(chǎn)量將達(dá)到900萬噸。目前只有一小部分鋰電池被回收，其余都被填埋。2019年鋰電池回收市場總量約為9．38萬噸，2025年將上升至45．93萬噸，2019年至2025年復(fù)合年上升率為30％。

在這種背景下，行業(yè)要突破性技術(shù)和相關(guān)回收利用市場，要回收商和參和鋰電池二次生命應(yīng)用的參和者有強(qiáng)大、持續(xù)上升的商業(yè)潛力。鋰電池回收供應(yīng)鏈包括電池芯、電池組、鋰電池回收和相關(guān)商業(yè)模式的關(guān)鍵參和者。

鋰電池回收供應(yīng)鏈

分析表明，廢舊電池的重要來源是消費(fèi)品，包括近年來迅速發(fā)展的電動汽車。然而，鋰電池制造過程中出現(xiàn)的制造廢料也占有不可忽視的份額。就電動出行而言，制造廢料在整個鋰離子回收市場中占有相當(dāng)大份額。因此，在鋰電池回收市場預(yù)測模型中，Yole的分析師納入了電池生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的制造廢料、報廢鋰電池和二次報廢鋰電池的份額。

鋰電池二次生命應(yīng)用趨勢

Yole電力電子和電池首席分析師MilanRosina博士說："廢舊電池回收的寶貴材料可以為電池回收商供應(yīng)一個機(jī)會。其原材料總價值約為9．21億美元，2025年將達(dá)19．60億美元，2040年將達(dá)263．81億美元。由于鋰電池回收率僅為百分之幾，用于回收的鋰電池原材料價值約為3．15億美元，2025年將達(dá)11．37億美元，2040年將達(dá)238．12億美元"。

我國鋰電池儲能水漲船高

我國2019年已投運(yùn)儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模32．4GW，排名全球第一。抽水蓄能占93．4％，電化學(xué)儲能占比大約5．3％，電化學(xué)中鋰電池儲能裝機(jī)規(guī)模最大，增速接近60％。從裝機(jī)規(guī)?？?，我國鋰電池儲能已達(dá)56．3％。經(jīng)濟(jì)性方面，過去幾年鋰電池成本快速下降，電芯價格降到0．5元／Wh，系統(tǒng)成本到了1．5元的水平。鋰電池儲能系統(tǒng)全生命周期成本已低于鉛酸電池。從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)看，鋰電池儲能技術(shù)適應(yīng)性較強(qiáng)，應(yīng)用范圍和場景廣，在風(fēng)能和光伏發(fā)電包括新基建領(lǐng)域，成本和安全性方面更具優(yōu)勢。

賽迪研究院預(yù)計，2025年我國鋰電池儲能累計裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到50GWh，市場空間達(dá)兩千億元左右，2035年裝機(jī)規(guī)?？蛇_(dá)600GW，是2019年的430倍，市場規(guī)模將達(dá)兩萬億元。

從鋰電池儲能技術(shù)裝備重點(diǎn)發(fā)展方向看，超長壽命磷酸鐵鋰電池、先進(jìn)系統(tǒng)集成能力和智能化運(yùn)維能力，包括光儲充一體化綜合電站都是重點(diǎn)發(fā)展方向。隨著技術(shù)的發(fā)展，儲能電站的安全也受到廣泛關(guān)注。從我國目前情況看，建立一個健全的標(biāo)準(zhǔn)及檢測體系仍然是一個要解決的問題。同時要建設(shè)一批具有國際水準(zhǔn)的儲能檢驗平臺機(jī)構(gòu)。

純電動汽車并不"純"

事實上，此前國內(nèi)掛綠色純電動汽車車牌的車除了有作為動力的鋰電池，還有一塊傳統(tǒng)的鉛酸電池為12V車載電器供電。鉛酸電池普遍循環(huán)次數(shù)為300－500次，使用1－2年就要更換，車主甚至吐槽一年三換。伴隨車輛向智能化縱深發(fā)展，12V車載系統(tǒng)"吃電深度"不斷加大，進(jìn)一步縮短了其使用壽命。而鋰電池循環(huán)壽命普遍高于2000次，甚至達(dá)到5000次以上，且能量密度更高，質(zhì)量和體積更小。

種種跡象表明，長期被鉛酸電池把控的12V車載電源市場已被鋰電化悄然撕開一道口子，圍繞12V車載電源的鋰電化變革已拉開序幕。

六月十日，TSLAModelS改款車型Plaid上市，最大的變化是將鉛酸電池更換為鋰電池，以使其壽命周期和主電池組匹配。

豪華品牌保時捷Taycan12V車載電源也選擇了萬向A123磷酸鐵鋰電池，標(biāo)稱電壓13．2V，電池容量528Wh。此外，包括馬自達(dá)、比亞迪、現(xiàn)代、起亞等車企也逐步開啟純電車型12V車載電源的鉛改鋰替代。

電池公司，包括CATL、萬向A123、LG化學(xué)、駱駝股份、億緯鋰能等電池公司已開啟12V鋰電池布局。

截止2021年三月，我國私家車保有量約2．29億輛，若12V啟動電源全部換為鋰電，其市場需求將達(dá)到68．7GWh，規(guī)模不可小覷。

動力鋰電池儲能應(yīng)用模式和前景

電動汽車是推動能源革命重要的終端平臺，融合了人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)及信息通信新技術(shù)，在汽車工業(yè)新革命的同時，也成為了能源革命的一個方向。電動汽車動力鋰電池儲能應(yīng)用模式和電網(wǎng)互動可以實現(xiàn)有序充電，解決未來電動汽車規(guī)模不斷擴(kuò)大后電網(wǎng)調(diào)峰和調(diào)頻的問題；另外，還有車電互聯(lián)回饋電網(wǎng)功能和換電站儲能。

賽迪研究院預(yù)測，到2035年，全國動力汽車保有量有望達(dá)到1億輛，動力鋰電池保有量超過6000GWh；2050年這兩個數(shù)字將分別達(dá)到3億輛和2萬GWh，也就是說，電池充滿電時，能夠存儲的電量大約為200億度電，相當(dāng)于目前全國一天的用電量。

假如實現(xiàn)儲能動力鋰電池和電網(wǎng)的充分融合調(diào)度，完全有可能實現(xiàn)可再生能源的供需協(xié)同，為我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和能源革命供應(yīng)有力支撐。近年來，相關(guān)部委出臺了很多車網(wǎng)發(fā)展的鼓勵政策，國家能源局公布的《有關(guān)促進(jìn)儲能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確提出，擴(kuò)展電動汽車等分散電池資源的儲能化應(yīng)用，開展對淘汰動力鋰電池進(jìn)行儲能梯次利用研究。

"城市礦山"開采不易

國家電動汽車技術(shù)創(chuàng)新中心總經(jīng)理原誠寅博士認(rèn)為，目前鋰電池的再利用還在不明不白的階段，一些問題并沒有厘清。

他表示，隨著上市電動汽車越來越多，鋰電池的使用量越來越大，回收電池的工作已經(jīng)開始，一些領(lǐng)先公司都在做這方面的事情，比如邦普、格林美、豪鵬，他們將鋰電池回收稱為"城市礦山"回收網(wǎng)絡(luò)。這樣件事是從報廢的消費(fèi)產(chǎn)品鋰電池開始做起的。

目前鋰電池回收處理情況如何呢？原博士認(rèn)為，現(xiàn)在鋰電池梯次利用和之后的處理方面還有一些技術(shù)路線沒有完全走通，比如磷酸鐵鋰電池中的鋰，現(xiàn)在大家愿意要的是鈷和鎳這些貴金屬，而不愿意去碰鋰或鐵；另一方面，鋰電池回收利用過程的幾個階段沒有搞明白：

第一，車輛上鋰電池狀態(tài)的監(jiān)測和評估，包括剩余電量、電池壽命預(yù)測。

第二，回收后是直接拆解？還是梯次利用？后者最大的問題是沒有大規(guī)模數(shù)據(jù)，也沒有大規(guī)模應(yīng)用場景，大都是在講故事，比如電信行業(yè)，根本沒有那么多適合使用的50Ah的電芯。

第三，電池拆解后材料怎么處理？廢液、隔膜怎么處理？比如取出來的材料是先全部用化學(xué)法萃取成各種金屬，還先做一些其他處理。以前的套路是先放電，把電解液抽出來，然后用物理法粉碎，根據(jù)密度用風(fēng)吹自然分區(qū)，再在不同的區(qū)用化學(xué)法萃取。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，這種玩法因為混著比較多的雜質(zhì)，用化學(xué)法萃取金屬效率又比較低，業(yè)界正在尋找更高效、更短閉環(huán)的處理途徑。

培育市場，政策引領(lǐng)

目前，我國電動汽車動力鋰電池梯次利用市場還處于培育階段。政策方面對梯次利用工作非常重視，重要由工信部牽頭先后公布了電動汽車動力蓄電池回收利用暫行辦法，提出落實生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度和全生命周期管理，規(guī)定了電池公司、汽車公司及回收拆解公司生產(chǎn)全環(huán)節(jié)責(zé)任要求，公布了《電動汽車動力蓄電池回收溯源管理暫行規(guī)定》，以打通車上電池下來之后信息堵塞的問題。要求對動力蓄電池生產(chǎn)、銷售、使用、報廢、回收、利用全過程進(jìn)行信息采集，各環(huán)節(jié)履行社會責(zé)任，還出臺了《電動汽車動力蓄電池梯次利用管理辦法》，鼓勵開展一批試點(diǎn)示范工作。

京津冀、陜西、上海、江蘇等17個地區(qū)和我國鐵塔作為試點(diǎn)，做好電動汽車動力鋰電池梯次利用示范工作。去年，工信部協(xié)同相關(guān)部委公布了電動汽車動力鋰電池梯次利用管理辦法征求意見稿，旨在鼓勵電池公司和綜合利用公司按照先梯次后再生的原則，對廢舊電力電池開展多用途利用，并對梯次產(chǎn)品和公司責(zé)任做了相對明確的邊界劃分。

針對梯次利用公司，國家公布5家單位"符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》公司名單"后，第二批已有22家。

七月初，發(fā)改委等多部門印發(fā)"十四五"循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的通知提出，加強(qiáng)新能源汽車動力鋰電池溯源管理平臺建設(shè)，完善新能源汽車動力鋰電池回收利用溯源管理體系。

推動新能源汽車生產(chǎn)公司和廢舊動力鋰電池梯次利用公司通過自建、共建等方式，建設(shè)規(guī)范化回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)；

推進(jìn)動力鋰電池規(guī)范化梯次利用，提高余能檢測、殘值評估、重組利用等技術(shù)水平；

加強(qiáng)廢舊動力鋰電池再生利用和梯次利用成套化先進(jìn)技術(shù)裝備推廣應(yīng)用；

完善動力鋰電池回收利用標(biāo)準(zhǔn)體系。

在應(yīng)用方面，國家鼓勵梯次利用公司研發(fā)適用于基站、儲能等充換電領(lǐng)域的產(chǎn)品，不得開發(fā)不宜回收的產(chǎn)品，首次明確梯次利用下來的電池不能用于危險性比較高的領(lǐng)域。

之前溯源管理體系鏈條沒有打通的一個重要原因是車上電池相關(guān)信息鏈不通，所以管理辦法提出建議溯源管理體系進(jìn)行廠商代碼申請和編碼規(guī)則備案，向新能源國家檢測和動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺上傳產(chǎn)品信息，這個平臺建立在北理工。

對梯次利用產(chǎn)品的要求重要包括六個方面：產(chǎn)品設(shè)計可靠性；拆解回收要求；產(chǎn)品性能實驗要滿足的要求；產(chǎn)品標(biāo)識內(nèi)容；防護(hù)包裝要求；認(rèn)證制度要求。

工業(yè)和信息化部負(fù)責(zé)全國動力蓄電池梯次利用管理指導(dǎo)、協(xié)調(diào)工作。生態(tài)環(huán)境部、商務(wù)部、市場監(jiān)管總局在各自職責(zé)范圍內(nèi)對動力蓄電池梯次利用進(jìn)行監(jiān)督管理，加強(qiáng)信息共享。

另外，還將組織電動汽車動力蓄電池梯次利用管理技術(shù)委員會，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)電動汽車動力蓄電池梯次利用管理過程中的技術(shù)問題，市場監(jiān)督部門重要到對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督，生態(tài)環(huán)境部重要負(fù)責(zé)梯次利用公司生產(chǎn)、報廢和再生利用公司利用處置等活動的環(huán)境污染防治情況的監(jiān)督；商務(wù)部對報廢機(jī)動車回收拆解公司拆卸行為進(jìn)行監(jiān)督管理。

在頂層設(shè)計基礎(chǔ)上，我國廢舊動力鋰電池梯次利用回收將初步形成一個產(chǎn)業(yè)鏈。從動力鋰電池生命周期看，從生產(chǎn)、制造、使用到梯次利用在再生利用之間通過規(guī)范化的回收網(wǎng)點(diǎn)來進(jìn)行銜接。

工信部目前已經(jīng)公布了1．2萬多家認(rèn)可的回收網(wǎng)點(diǎn)，同時也規(guī)定了整車公司是回收電池重要的責(zé)任方，但事實上，在電池拆解回收再利用方面整車公司能做的事情也并不多，目前通常是授權(quán)給電池公司和第三方回收公司進(jìn)行電池回收。實際上第一批白名單上的回收利用公司都跟電池廠或整車公司有非常緊密的關(guān)系。

技術(shù)和規(guī)模是關(guān)鍵

目前，因為商業(yè)模式并沒有完全打通，動力鋰電池梯次利用和回收規(guī)模和集中度還存在一定不足。另外，技術(shù)的成熟度和適用性、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范管理以及安全性和監(jiān)督方面都要進(jìn)一步完善。

隨著汽車退役時間的到來，大規(guī)?；厥绽靡矔芸斓絹?，加速推進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作，實現(xiàn)廢舊動力鋰電池高質(zhì)量回收利用是亟待解決的問題。