我國動力電池梯次利用規?；l展的問題與對策

代曉霞 曹慧莉 徐陽陽

隨著我國新能源汽車產量和保有量的不斷攀升，動力電池將逐漸進入退役期，回收利用市場前景廣闊。預計到2025年，我國動力電池梯次利用市場規模將達到282億元。當前我國動力電池梯次利用尚未形成規?；鸵幏痘膽脠鼍?，商業模式、技術創新等方面還存在不少問題亟待解決，這也是動力電池產業鏈乃至新能源汽車產業鏈綠色發展的薄弱環節。加快動力電池梯次利用規?；l展迫在眉睫。

我國動力電池梯次利用尚處于起步階段

應用場景：我國電網儲能場景發展迅速，家庭和商業儲能等其它場景起步較晚。目前，全球各國都在積極開展動力電池梯次利用相關研究和商業應用。美、日、德等國起步較早，并且已有成功的商業項目和應用工程。例如，日本的4R Energy公司、美國的FreeWire公司、德國博世集團等公司已成功開發出家庭和商業儲能、移動電源以及電網儲能等梯次電池應用場景。我國是近幾年才開始相關研究并進行布局，中國鐵塔、沃特瑪、平高集團等企業的探索實踐主要在電網儲能、低速電動車等應用場景方面。

商業模式：美、日商業模式已經成熟，我國尚處于探索中。目前，美國實行的是生產者責任延伸+消費者押金制度，政府通過押金制度督促消費者上交退役電池給汽車銷售企業。同時對電池生產企業收取回收費、對消費者收取部分手續費，用于成立回收基金，以支持電池梯次利用和回收利用。日本從2000年起即規定電池生產商負責鋰電池回收，消費者則基于“自愿努力”和循環觀念，參與廢舊電池的回收，退役電池通過逆向物流統一返回電池生產企業進行評估、分選和重組，再流向梯次電池用戶（企業或消費者）。相較于美、日成熟的電池梯次利用商業模式，我國尚未形成覆蓋面較廣且統一的回收網絡，處于多種模式并存狀態。

技術規范：性能評估、分選重組和壽命預測技術與國外仍有差距。從技術角度看，梯次利用電池性能評估檢測、快速分選和重組、電池溯源和安全監控是全球重點突破的方向。早在2002年，美國等國就已開展車用淘汰電池的二次利用研究，主要針對電池梯次利用的過程、步驟、經濟性及示范規模，目前研發重點放在電芯評估、分選和溯源等領域。就我國企業而言，中國鐵塔公司已制定了《中國鐵塔梯級電池產品技術規范書》，并聯合其它企業、研究所共同建立了統一的梯級電池技術標準體系；寧德時代等企業也已開展針對退役電池包進行健康指數評價等方面的研究，在動力電池退役判定標準及性能評估技術、自動化拆解和分選重組、電池壽命預測技術領域，與發達國家仍有差距。

我國動力電池梯次利用規?；l展的四大問題

尚未建立起共生共贏的產業鏈生態圈。我國動力電池回收梯次利用按照上下游產業鏈可分為三個層次：生產層、梯次利用層和再生層， 目前這三個層級相對孤立，沒有建立起共生共贏的產業鏈生態圈。一是三個層次的協同性不足。生產層的目標是生產電池和銷售汽車，不重視有利于回收利用的標準化電池的研發設計；梯次利用層的目標是更低成本地實現梯次利用，不重視梯次利用后電池的有序回收。二是信息數據未能共享。目前，我國生產層的電池管理系統（BMS）運行數據與電芯數據尚未進行有效整合，上下游信息數據未能打通，進而增加了梯次利用電池重組的難度。

梯次利用盈利模式不成熟。對于梯次利用企業而言，在成本方面，梯次利用需要對回收來的退役電池進行檢測、分類、重新配組，由于電池標準不一、電池信息數據未能完全共享，以及梯次利用技術剛剛起步等原因，需要投入大量的資金和人力，梯次重組電池成本較高。在收入方面，目前我國梯次利用的主要用戶是中國鐵塔公司，其在采購梯次電池時一般會對標其經常采購使用的鉛酸電池，給出的梯次電池采購價較低。較高的成本和較低的采購價使得梯次利用企業盈利空間不足，亟待探索新型盈利模式。

梯次利用關鍵技術亟待突破。我國動力電池梯次利用在重組技術、離散整合技術和壽命預測技術等方面存在技術難點。

重組技術的主要難點是分組技術和成組技術，目前都存在不少問題，如分組參數設定不合理，模組離散性大，性能不穩定、系統集成困難等。離散整合技術的關鍵是讓不同離散程度的電池包在同一系統里高效運行。退役模組芯片系統（SOC）檢測模擬技術和電源管理系統（BMS）技術是亟待突破的技術難點。壽命預測技術是整個梯次利用產品技術的關鍵點，目前在電量衰減機理、余能檢測以及新技術精確測量定量技術等方面，還亟待突破。

標準及技術規范發展滯后。標準和技術規范的制定和推廣是梯次利用規?；瘧玫那疤?。雖然車用動力電池的生產設計、信息追溯、拆解規范、余能檢測等相關規范已經發布，但因為缺乏對應的強制性標準或可操作性的技術規范，不同廠家的電池結構、材料體系差距較大，部分汽車生產企業未能主動公開動力蓄電池拆卸、拆解及貯存技術說明等信息，梯次電池重組及評價不規范，不利于電池規范化規?；荽卫?。

幾點建議

構建我國動力電池梯次利用的產業生態圈。一是構建全生命周期的生態體系。建立電池生產商、整車企業、回收企業、梯次利用企業、梯次利用用戶和再生冶煉企業六位一體的梯次利用生態體系，形成聯動。二是探索適合的商業模式。整合行業資源，構建覆蓋面廣、可持續的回收和梯次利用網絡。三是搭建信息溯源平臺。構建從電池生產、使用、梯次利用、報廢回收等全生命周期的信息溯源系統，實現電池管理系統（BMS）的運行數據與電芯數據后臺全部傳輸，信息系統可以對電池單體數據的實時溯源進行查詢，并實現用大數據平臺進行電池評估篩選。

加強對關鍵技術的研發與攻關。一是離散整合技術。針對梯次應用不同場景的Pack設計電池模組建立數據庫，根據不同電池模組的性能、壽命、容量、內阻、余能等數據參數重新分組，建立數據模型和電池管理系統，提升重組后電池的性能。二是儲能系統并網拓撲研究。針對不同種類、規模、大小的動力電池，研究設計合理的基于高頻變壓器隔離的級聯H橋儲能系統并網拓撲，降低儲能系統對梯次利用電池種類及電池一致性的依賴，提升退役電池的利用率。

制定相關技術標準及規范。一是管理標準。制定《新能源汽車動力電池梯次利用實施細則》，細化梯次利用上下游相關主體的責任，加強動力電池梯次利用行業準入門檻、信息溯源管理、梯級電池管理、梯次利用基金等相關標準體系建設。二是技術標準。研究制定動力電池Pack拆解工藝規范，并對電池拆解后的分類、標簽、存放、信息錄入和追溯等相關工作做出明確規范。三是評價標準。建立新能源汽車動力蓄電池第三方評價標準，為動力電池梯次利用企業在動力蓄電池余能檢測、殘值評估等階段提供技術指導。

創新梯次應用盈利模式。一是多元化開拓梯次應用場景。在太陽能、風能等可再生能源并網、微電網、工業領域儲能、低速交通、汽車充電樁、社區及公共建筑儲能、數據中心備用電源等領域建設梯級電池應用示范。二是打造租售并舉的梯次應用模式。針對客戶的需求程度和資金承受能力分類實施，對于需求強烈、資金充裕的梯次利用客戶，以出售梯級電池為主；對于社區、景點、數據中心等需求不夠強烈、資金預算不足的客戶，則可借鑒合同能源管理的經驗采取出租的方式。三是多種支付方式。通過分期付款、分時租賃、盈利后結算、托管運營，甚至免費供貨（靠后續增值服務）等方式吸引梯次用戶。

完善政策激勵機制。一是統籌現有資金專項，對動力電池回收利用體系的建設、動力電池梯次利用技術的研發、動力電池梯次利用示范項目等，給予一定的資金補貼，優先推薦其申報國家節能環保、綠色制造等專項資金，對梯次利用電池用戶給予一定的財政補貼。二是積極探索建立梯次利用回收體系社會資金保障機制，逐步形成政府資助引領、企業和社會多元投入、經濟和環境效益共享的資金保障機制。