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    探索動力電池低成本梯次利用模式
    發布時間:2019-11-17 13:05
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      不久前在京召開的“儲能國際峰會暨展覽會2018(ESIE)”上,中國北方車輛研究所、國家863動力電池測試中心主任王子冬做了《如何將儲能產業打造成環境友好型產業》的主題演講。

      王子冬指出,我國是一個能源進口大國,有超過60%的一次能源依賴進口,能源戰略安全具有極大風險。而目前我國的發電結構并不合理,火電比重過大,“改善發電結構,積極發展新能源和清潔綠色能源發電,無疑是當務之急。”電化學儲能具有響應快、配置靈活、控制精準、環境相對友好等特點,被認為是新能源發電的“最佳拍檔”。

      王子冬稱,可以預見,未來一段時間儲能市場電池的主流類型為方形硬殼和方形軟包裝100Ah以上的大容量電池。磷酸鐵鋰配硅碳負極被業內認為將是未來一段時期主流的材料體系,產品采用扁卷和疊片的工藝,具有安全性、長壽命、低成本的特征。

      就目前技術來講,鋰離子電池是比較理想的儲能方式,它相對于鉛酸蓄電池等儲能技術具有鮮明優勢。但是,無論是一次性鋰電池還是二次鋰電池,均含有多種金屬以及電解液、有機溶劑和電池循環過程產生的副產物,都會對環境造成污染。盡快解決電池回收利用問題,已經成為全社會迫在眉睫的重大任務。

      國內對電池梯次利用這一概念早已接受,盡管目前還未形成完整的應用模式,但其應用前景仍然被寄予厚望。王子冬認為,要通過對鋰離子動力電池系統全生命周期的梯次利用,來突破鋰電池廢舊材料回收的關鍵技術,并建立多級封閉的動力電池系統核心部件及關鍵材料循環再利用體系和循環經濟模式。

    探索動力電池低成本梯次利用模式

      動力電池循環經濟的目標是實現動力電池的低成本梯次利用,拉長應用鏈,實現無能耗、環?;牟牧戏纸夂头诸?,做到無害化回收處理和材料再生。動力電池多級利用和回收至關重要,王子冬指出,“不僅僅是為了環保,再利用可盈利的商業模式,將會影響全世界動力電池的標準、性能、結構、生產工藝、材料體系。”

      王子冬指出,動力電池是否具有回收的價值,首先要把經濟賬算通,要提前對電池多級利用的效益進行評估。因為實際應用中,許多材料的回收價值比較低,特別是輕量化技術的實施,導致許多企業的電池箱材料采用非金屬材質,其價值就更低。對于磷酸鐵鋰等電池,其正極材料回收價值不大,按照傳統回收工藝肯定會賠錢。王子冬表示,“經濟賬”算通之后,才能考慮下一步的工藝問題。

      王子冬認為,動力電池低成本梯次利用困難重重,問題主要出在電池產品結構和生產工藝上。有些企業為了提高電池組工作的可靠性,采用激光焊接等方法,大大增加了電池梯次利用的難度。此外,由于不同車型有不同的電池pack設計,動力電池在退役后,很難用一整套流水線進行拆解,造成拆解費時費力。他表示,即便是全球電動汽車領域的領軍者特斯拉,其動力電池系統同樣難以拆解。

      王子冬強調,為了實現在儲能領域的低成本梯次利用,動力電池的一體化設計非常重要。在設計時,要貫徹“電池結構要方便重復連接,便于系統調整和維護,可以實現熱插拔”這一理念,同時,還需要明確:動力電池的非粉碎方式的物理分解效率,要遠遠高于制作效率。所以采用非粉碎方式分解是較經濟的方法,而目前社會上絕大部分回收企業采用的都是粉碎性的方式,這無疑增加了回收成本。

      他指出,成本和盈利問題是電池回收的主要障礙,回收工藝成本高、回收價值低,使很多企業和資本望而卻步。所以,“一定要開發出低能耗、環保的材料分解方法。”王子冬強調。

      到底該如何真正解決動力電池回收再利用的經濟性難題?王子冬認為“通過建立高效可靠的鋰離子動力電池系統多級利用和回收循環系統,合理分攤鋰離子電池在全壽命周期的使用成本,使其在全壽命周期內,直接降低鋰離子動力電池系統在電動汽車行業的應用成本,這是目前看來最合適有效的方案。”

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