电池回收:欧美日动力电池梯级利用借鉴

2018-10-17 15:41   点击:

退役动力电池资源回收再生对新能源汽车产业可持续发展提供了有力支撑,对我国发展绿色循环经济具有重要意义。 新能源与节能汽车委员会、中工汽车网信息中心对欧美日动力电池梯

    退役动力电池资源回收再生对新能源汽车产业可持续发展提供了有力支撑,对我国发展绿色循环经济具有重要意义。
    新能源与节能汽车委员会、中工汽车网信息中心对欧美日动力电池梯级利用现状模式通过汇编整理如下:

    动力电池回收利用是指对新能源汽车退役动力电池进行多层次的合理利用,主要包括梯级利用和资源再生利用。梯级利用是将容量下降到 80%以下的车用动力电池进行余能检测、安全可靠性评估、改造等,然后应用到电网、通信、低速电动车、家庭储能等领域。资源再生利用是对已经报废的动力电池使用物理或者化学提取等方法,实现对镍钴锂、电解液等资源的回收再利用。通过资源回收再生对新能源汽车产业可持续发展提供了有力支撑,对我国发展绿色循环经济具有重要意义。
从新能源汽车退役下来的动力电池,还有70%-80%的容量可利用,加入直接进行报废回收,将造成极大的资源浪费,通过对汽车退役动力电池进行余能检测和分类后,容量高安全性好的动力电池梯级利用于电网、通信等领域,不能梯级利用的再拆解资源再生,那样就可实现动力电池用户降低30-60%的成本。
 
  一、梯级回收商业模式
  动力锂电池再利用商业模式需要建立多方面的合作机制。首先需要通过推行回收责任制建立回收利用网络,保证再利用电池来源。其次,电池回收提供商必须与上下游建立紧密联系。再利用核心主要包括电池回收、电池评价和二次再装配利用等环节,由于再回收和新能源汽车运营中的电池运营商密切相关,最佳方式是由运营商、汽车厂和电池企业合资建立电池服务模块,承担动力锂电池的再利用业务,对再装配电池可以考虑通过电池租赁或者零售等方式应用在终端客户上。
 图  退役动力电池梯次利用商业模式

二、国外电池梯级利用现状

1. 欧洲
  早在2010年,TUV南德意志集团受到Germany Federal Institute forBuilding的委托,参与电动汽车电池阶梯利用的研究项目。该项目得到德国能源与气候研究机构的资金支持,项目规划在德国柏林建立储能应用示范工程。
  2015年,博世集团、宝马和瓦滕福公司就动力电池再利用展开合作项目,该项目利用宝马 ActiveE 和i3纯电动汽车退役的电池建造2MW/2MWh的大型光伏电站储能系统。该储能系统由瓦滕福公司负责运行和维护,项目将建在德国柏林,预期将于2015年年末投入使用。
  博世公司拥有丰富的储能电池建造及维护经验,为保证梯次利用的电池能够拥有尽量长的寿命,博世公司开发了特殊的电池管理算法,该算法可保证每个电池保持在健康状态,并可避免损坏其他设备。
  图  博世退役动力电池梯次利用体系
  2.美国
  美国对动力电池梯级利用研究较为全面,他们在在动力电池经济效益、技术及商业可行性分析,梯次利用尝试等方面都进行了系统的研究。
  加州大学戴维斯分校的混合电动汽车研究中心在2010年也开展了动力锂电池的二次利用和价值分析等方面的研究,研究内容包括4~5 个电池二次利用领域对电池性能的具体要求、用于家庭储能系统(HESA)的产品研发,以及评价电池整体价值(电动汽车和二次利用领域的价值之和)的方法体系。研究所用电池包括磷酸铁锂、钛酸锂和三元体系三种回收动力电池模块,并用新电池作为对比。通过对电池整体价值的评估,提出最优化的设计和应用方案,以及动力锂电池最优寿命价值的评价方法,包括电池的分选、测试、评估和证实等过程。
  从2011年开始,通用汽车与ABB开始合作试验如何利用雪佛兰Volt沃蓝达的电池组采集电能,回馈电网并最终实现家用和商用供电。2012年11月通用汽车公司与ABB近日在美国旧金山共同展示了一项未来电池再利用的全新尝试:将五组使用过的雪佛兰Volt沃蓝达蓄电池重新整合入一个模块化装置,可以支持3-5个美国普通家庭2个小时的电力供应。未来,类似应用将能实现为一些家庭及小型商用楼在停电时提供备用电能,在电价优惠时段储存电能供高峰时段使用,或弥补太阳能、风能或其他可再生能源发电中的缺口。
3. 日本
  日本非常重视动力电池的回收利用,未雨绸缪,早在电动汽车推广之前,就已经考虑了动力电池的梯级利用问题。
  日产汽车在聆风上市之前就和住友集团合资成立了4REnergy能源公司。该公司从事电动车废弃电池的再利用,公司总投资额4.5亿日元,日产占合资公司51%的股份,住友则占剩下的49%。公司目标是开创崭新的结构流程及市场,将内存于汽车内长寿命、能源密度高的蓄电池以不同用途灵活运用。日产相信4R Energy合资公司将发挥电动车锂电池的剩余价值,目前已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。

 
 
来源:未知
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