梯次电池是指电池的降级使用,主要针对电池组而言 。当新的电池组在使用一定时间后出现衰减,衰减后不足以满足当前设备应用的电源需求时,这些电池并没有完全损坏,通过对这些电池进行一定的修复和调整,它们可以在用电要求降低的设备上继续使用 。
应用领域
储能系统:梯次电池成本较低、剩余容量和使用寿命适中,可在用电低谷时充电,在用电高峰时放电,实现电能的削峰填谷、备用电源等功能,适用于工业园区、商业建筑等场所 。
低速电动车:如电动自行车、电动三轮车等低速电动车对电池性能要求相对较低,梯次电池可满足其使用需求,且成本优势可使低速电动车价格更亲民 。
通信备用电源:通信需要稳定电源供应,梯次电池可在市电中断时提供应急电力,其尺寸和重量较大的问题对通信应用影响较小 。
梯次利用步骤
检测与分类:电池经过性能检测,评估剩余容量和健康状况,并根据检测结果分类 。
性能测试:重组后的电池需经过性能测试,确保满足目标应用的性能标准 。
编码与标识:根据相关规则对梯次产品进行重新编码,并在产品显著位置贴示梯次产品标识 。
二次组装:将拆分后的电池进行二次组装,形成符合新用途要求的梯次产品 。
质量检验:对梯次产品的质量、安全等性能进行检验,确保其可靠性 。
维护与监控:梯次产品在使用过程中需要进行维护和监控,以确保其安全和性能 。
回收与再利用:当梯次产品终报废时,需要回收并进行再生利用,提取有价值的材料 。
以下是梯次电池的市场规模及发展趋势的相关情况:
市场规模
现状:目前梯次电池市场处于快速发展阶段。据工业节能与清洁生产协会发布的《新能源电池回收利用产业发展报告(2024)》显示,随着新能源汽车保有量快速增长,废旧电池退役规模也在快速上升。
预测:据观研报告网资料,2025 年我国动力电池退役量将达到 93Gwh。据 evtank 预计,到 2030 年,锂离子电池回收量将达到 602.8 万吨,其市场规模将突破千亿元。据中研普华产业研究院报告,新能源汽车市场不断扩大和新型储能市场的迅猛发展,将为锂电池行业带来新的增长动力,预计到 2025 年,锂电需求增速可能达到 30% 以上。
发展趋势
技术方面
检测与筛选技术提升:快速、的电池检测与筛选技术将不断发展,能够更地从退役电池中挑选出适合梯次利用的电池,提高梯次利用的效率和质量。
电池修复技术进步:通过改进修复工艺和采用新的修复材料,可使更多退役电池恢复一定的性能,延长其使用寿命,提升梯次电池的整体性能和可靠性。
市场与应用方面
应用场景拓展:除了现有的储能系统、低速电动车、通信备用电源等领域,梯次电池有望在更多新兴领域得到应用,如分布式能源存储、家庭储能等,为市场增长创造新的空间。
市场需求增长:海外市场对梯次电池的需求将逐渐增加,特别是在一些发展家,梯次电池以其较低的成本和较好的性能,将有机会替代部分传统电池产品,推动梯次电池市场规模的扩大。
政策与产业方面
政策支持力度加大:各国将出台更多的政策法规,规范梯次电池行业的发展,同时通过补贴、税收优惠等方式,鼓励企业开展梯次电池的研发、生产和应用,为行业发展提供有力的政策保障。
产业协同合作加强:新能源汽车企业、电池生产企业、储能企业、回收企业等产业链上下游企业之间的合作将更加紧密,形成协同发展的良好局面,共同推动梯次电池产业的规模化和规范化发展。
保障梯次电池的安全性和稳定性可从以下几方面着手:
电池筛选与评估
检测技术:运用检测设备,对退役电池的电压、内阻、容量、自放电率等关键参数进行检测,如采用电化学阻抗谱(EIS)技术,能测量电池内部的电阻和电容特性,准确判断电池的健康状况。
建立评估模型:综合考虑电池的使用年限、充放电循环次数、历史使用环境等因素,利用大数据分析和人工智能算法,建立的电池寿命和安全性评估模型,预测电池在梯次利用中的性能表现。
电池管理系统(BMS)优化
实时监控:具备实时监测电池组的电压、电流、温度、荷电状态(SOC)等参数的功能,像中汽数据的 “梯次利用电池在线监控平台”,可实现电芯级监控和评估。
均衡控制:通过主动均衡或被动均衡技术,使电池组内各单体电池的电量、电压等保持一致,减小差异,如基于下垂控制的 SOC 均衡控制方法、模型预测控制算法等,可有效实现电池组的 SOC 均衡。
电池组设计与制造
结构安全设计:采用高强度、阻燃、绝缘的电池外壳材料,增强电池的抗冲击、抗挤压和防火性能。同时,合理设计电池组的内部结构,确保电池之间有足够的空间和良好的散热通道,防止热聚集。
冗余设计:在电池组中设置冗余电池或冗余电路,当部分电池出现故障时,冗余部分可及时接替工作,电池组的整体性能和安全性。
应用场景适配
工况匹配:根据梯次电池的实际性能和剩余寿命,合理选择应用场景。如剩余容量和性能较低的电池,可用于对能量密度和功率要求不高的低速电动车、路灯等领域。
系统集成优化:在将梯次电池应用于储能系统、备用电源等场景时,要对整个系统进行优化设计,包括与其他设备的兼容性、系统的控制策略等,确保系统稳定运行。
运维管理与监测
定期维护:制定完善的维护计划,定期对梯次电池进行检查、测试和维护,及时发现和处理电池的潜在问题。
故障预警与处理:建立故障预警机制,当电池出现异常情况时,能及时发出警报,并采取相应的措施,如自动切断电路、启动消防设备等。
政策与标准规范
完善标准体系:部门应加快制定和完善梯次电池相关的标准和规范,包括电池的检测方法、评估标准、安全要求、应用规范等,为梯次电池的生产、应用和管理提供明确的依据。
监管与认证:加强对梯次电池市场的监管力度,建立严格的市场准入制度和产品认证制度,对不符合标准和要求的产品禁止进入市场。
政策对梯次电池的安全性和稳定性有以下多方面的影响:
规范行业标准,保障产品质量
明确技术与质量标准:如《新能源汽车废旧动力电池综合利用行业规范条件(2024 年本)》《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》等政策,对梯次利用的技术路径、设备配置、工艺流程等提出明确要求,规定梯次产品的设计要综合考虑电气绝缘、阻燃、热管理以及电池管理等因素,确保产品符合安全和性能标准。
建立认证与追溯体系:《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》要求建立梯次产品自愿性认证制度和溯源管理体系,通过认证的产品可使用认证标志,企业需上传相关溯源信息,有助于保障产品质量,实现质量问题可追溯。
加强市场监管,消除安全隐患
强化企业监管:政策要求县级以上地方各部门依职责对梯次利用企业的生产、溯源、环保等情况进行监督检查,规范企业行为,如生态环境部对环境污染情况监督,市场监管总局对产品认证活动监督等。
打击违规行为:对非法拆解、重组退役电池等违规行为进行严厉打击,如禁止梯次产品用于电动自行车领域,减少劣质电池流入市场带来的安全风险。
推动技术研发,提升安全性能
鼓励技术创新:政策支持梯次利用关键共性技术、装备的研发与推广应用,引导产学研用协作,鼓励企业研发的电池检测、修复、管理等技术,提升梯次电池的安全性和稳定性。
促进产业协同:鼓励新能源汽车生产、动力蓄电池生产及报废机动车回收拆解等企业与梯次利用企业协议合作,加强信息共享,利用已有回收渠道,回收废旧动力蓄电池用于梯次利用,共同解决梯次电池安全和稳定性问题。
提供经济支持,助力安全保障
税收优惠:如财政部、税务总局印发的《关于完善资源综合利用税政策的公告》,将动力电池回收、电池拆解企业税退税比例从 30%加至 50%,减轻企业负担,使企业有更多资金投入到保障梯次电池安全性和稳定性的工作中。
补贴支持:部分地方对梯次电池项目给予补贴,支持企业建设安全设施、购置检测设备等,提升企业保障电池安全稳定的能力。
所属分类:物资回收/销毁
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