关于动力电池梯次利用的思考
动力蓄电池梯次级利用

动力蓄电池梯次级利用动力蓄电池在电动汽车、储能设备、甚至移动设备中发挥着至关重要的作用。
然而,随着电动车市场的不断扩大和更新换代的日趋严重,废旧动力蓄电池的处理和利用问题日益凸显。
废旧动力蓄电池的规模庞大,含有多种有害物质,长期堆放和不合理处理不仅对环境造成危害,还是资源的巨大浪费。
因此,对废旧动力蓄电池进行再利用、再生产和再利用已成为当前的热点研究领域之一。
动力蓄电池梯次级利用,在简单来说就是将废旧动力蓄电池从电动汽车等设备中取出后,经过一定处理手段重新利用在其他领域,以实现其再生产和循环利用的目的。
随着电动汽车规模的扩大,废旧动力蓄电池的数量也在逐年增加,如何有效地处理这些废旧动力蓄电池,将是未来产业发展中的一个重要挑战。
在动力蓄电池梯次利用的过程中,首先需要对废旧动力蓄电池进行严格的分类和检测。
废旧动力蓄电池的种类繁多,不同型号和不同规格的动力蓄电池具有不同的特性和用途。
因此,在进行二次利用之前,需要对废旧动力蓄电池进行详细的检测和鉴别,确定其是否适合再利用以及再利用的途径。
其次,在对废旧动力蓄电池进行分类和检测的过程中,需要注意对其包装的处理和拆解。
废旧动力蓄电池在拆卸和处理过程中会释放出有害物质,如镉、铅等重金属,并且动力蓄电池的外壳往往采用不易降解的材料,因此在进行拆卸和处理时需要采取一定的防护措施,避免对环境和人体造成伤害。
另外,废旧动力蓄电池的再利用还需要考虑到其技术和经济性。
废旧动力蓄电池的再利用并非一帆风顺,需要充分考虑其技术可行性和经济效益。
在进行二次利用之前,需要对废旧动力蓄电池的性能、容量、寿命等进行全面分析,确保其再利用的效果和可靠性。
同时,还需要考虑到再利用过程中的成本和投入,确保再利用的过程符合经济效益的要求。
动力蓄电池梯次利用的另一个重要方面是再生产和升级。
在对废旧动力蓄电池进行处理和再利用的基础上,可以考虑对其进行再生产和升级,以实现其更广泛的应用。
例如,废旧动力蓄电池可以经过一定的技术处理后重新组装成储能设备、备用电源等产品,为社会提供更多元化的解决方案。
动力电池梯次利用技术

动力电池梯次利用技术动力电池梯次利用技术是指将动力电池在其一次使用寿命结束后,通过对其进行再利用,延长其使用寿命,降低整体成本,促进电动车产业可持续发展的一项关键技术。
随着电动汽车市场的快速发展,动力电池的回收利用已成为行业关注的热点问题之一。
一、动力电池梯次利用技术的意义动力电池是电动汽车的核心部件之一,其使用寿命一般为8-10年。
然而,在电动汽车退役后,动力电池往往还具备一定的储能能力,仍然可以继续使用。
通过梯次利用技术,可以将这些退役电池进行二次利用,提高资源利用率,减少环境污染。
同时,梯次利用还可以降低动力电池的整体成本,促进电动汽车的普及和发展。
二、动力电池梯次利用技术的方法1. 储能系统:将退役电池整合成储能系统,用于储存太阳能、风能等可再生能源的电能。
这种方式可以平滑电网负荷,提高电能利用效率,缓解能源供需矛盾。
2. 家庭储能:将退役电池应用于家庭储能系统中,用于储存家庭用电,实现能源的自给自足。
这种方式可以降低家庭用电成本,提高用电安全性。
3. 商业储能:将退役电池应用于商业储能系统,用于储存电网电能,供应峰谷电价差异的能源需求。
这种方式可以提高电网供能效率,降低企业用电成本。
4. 公共设施储能:将退役电池应用于公共设施储能系统,用于储存电能,供应城市公共设施的能源需求。
这种方式可以提高城市能源利用效率,降低城市用能成本。
5. 交通工具储能:将退役电池应用于公共交通工具的储能系统,用于储存电能,提供交通工具的动力需求。
这种方式可以减少交通工具的环境污染,提高交通效率。
三、动力电池梯次利用技术的挑战和解决方案1. 动力电池梯次利用过程中,电池容量衰减是一个重要问题。
随着使用次数的增加,电池的容量会逐渐下降,影响其储能效率。
解决方案可以通过先进的电池管理系统,对电池进行精确的容量检测和管理,合理安排电池的使用和充放电策略,延缓电池容量衰减的速度。
2. 动力电池的安全性也是梯次利用的难点之一。
新能源汽车动力电池梯次利用

新能源汽车动力电池梯次利用
随着新能源汽车的快速发展,动力电池成为了新能源汽车的重要组成部分之一。
然而,随着动力电池数量逐渐增多,如何实现动力电池的高效利用和再利用也成为了目前亟待解决的问题。
而动力电池的梯次利用正是一个解决这一问题的有效途径。
所谓梯次利用,就是将电池从高质量用途向低质量用途转化,实现电池的最大化利用。
以动力电池为例,梯次利用主要包括三个阶段:一次使用、二次使用和三次使用。
在一次使用中,动力电池主要用于新能源汽车的动力系统。
但随着电池寿命的逐渐衰退,电池的能量密度会逐渐下降,无法满足汽车的高能耗需求。
此时,将电池进行二次使用,将其作为储能设备用于储能系统中,能够有效地延长电池的使用寿命。
而在电池寿命进一步衰退后,如何实现其再次利用便成为了一个难题。
这时,通过对电池进行拆卸、分解和组装等操作,可以将电池内部的高品质电芯取出,组装成低功率应用的储能设备,实现电池的三次利用。
值得注意的是,动力电池梯次利用不仅能够实现电池的最大化利用,还能够减少废旧动力电池对环境的影响,提高新能源汽车的可持续性和环保性。
因此,动力电池梯次利用是新能源汽车产业链中不可或缺的一环,也是实现新能源汽车可持续发展的必要手段之一。
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梯次利用动力电池

梯次利用动力电池梯次利用动力电池是指在电动汽车使用一段时间后,将原本用于供电的电池退役并转变为储能设备后再利用其储能功能,以延长电池的使用寿命。
这是一种环保、经济又实用的解决方案。
目前,随着电动汽车的普及,其所需的动力电池数量不断增加。
电池的生产、成本、回收等问题也在逐渐浮出水面。
而动力电池的回收、再利用技术也成为了一个热门话题。
为了降低新能源电池的制造成本,一些厂商开始通过回收旧电池等方式进行节约。
梯次利用动力电池可以将原本只能使用几年的动力电池再次利用,因此其意义重大。
首先,由于电池需要使用一定的时间后才能进入正常使用状态,因此原本的动力电池在退役后需要经过生命周期测试,筛选出寿命尚佳的电池。
这些电池可以被二次利用,通过设计合理的电池储能系统,将其转变为储能设备,而这一转变只需花费较少的成本,相比于新建能源电池其成本更为低廉。
其次,在电网调峰中,梯次利用动力电池可以将可再生能源产生的电力储存起来,并在不需要时释放,解决电网调峰难题,提高电网稳定性。
而这种方案与传统的调峰手段相比,其成本也更低,效果更好。
同样,在储能领域,梯次利用动力电池也有着先天的优势。
凭借其成熟的技术和市场经验,储能系统的定制化需求也得以满足。
最后,这种方案还能够大幅缩短电池的回收时间,提高其综合利用效率。
建立梯次利用动力电池的市场体系,不仅能够优化能源配置,还能够创造出市场的价值,并为环保事业做出自己的贡献。
总的来说,梯次利用动力电池是一种可行的解决方案,不仅能够帮助电动汽车减少成本,同时还有助于促进储能产业的发展。
这种方案的应用前景光明,未来也有望出现更多类似的环保、节能、高效的方案来提升新能源的使用效率。
动力电池梯次利用、再生利用比例

动力电池是电动汽车和混合动力汽车的重要组成部分,其性能和寿命直接影响着车辆的使用效果和环境影响。
随着电动汽车的普及和发展,动力电池的梯次利用和再生利用成为了一个备受关注的话题。
本文将从梯次利用和再生利用的概念、优势和挑战、现状和展望等方面展开论述,以期为读者提供深入了解和探讨动力电池梯次利用和再生利用的内容。
一、梯次利用和再生利用的概念梯次利用是指在动力电池使用寿命结束后,将其用于存储和利用可再生能源的过程。
通常来说,动力电池在电动汽车中使用一段时间后,由于其性能和容量下降,无法再满足汽车的需求,这时就需要对电池进行更换或者淘汰。
而再生利用则是指通过技术手段将废旧的动力电池进行处理和回收,以获取其中的有用材料和能量。
二、梯次利用和再生利用的优势和挑战1. 优势(1)资源节约:梯次利用和再生利用可以有效延长动力电池的使用寿命,降低新能源汽车的整体成本,节约稀缺资源。
(2)环境保护:废旧动力电池的再生利用可以减少对自然资源的开采和能源的消耗,减少对环境的污染。
(3)能源存储:废旧动力电池可以作为能量存储设备,用于存储可再生能源如风能、太阳能等。
2. 挑战(1)技术难题:目前对废旧动力电池的再生利用技术还不够成熟,尤其是对于部分有害物质的处理和回收。
(2)政策和标准:相关的政策和标准还需要进一步完善,以促进梯次利用和再生利用的发展。
(3)经济成本:梯次利用和再生利用的经济成本相对较高,需要在技术和市场上寻求更为有效的解决方案。
三、现状和展望目前,国内外对于动力电池梯次利用和再生利用的研究和实践正在不断深入。
各界对于动力电池再生利用技术进行了大量的探索和实验,取得了一些积极的进展,例如通过化学处理可有效提取出其中的有用材料;另一些新能源汽车制造商和能源公司也在积极尝试动力电池的梯次利用,希望通过这种方式降低能源成本,推动可再生能源的发展。
展望未来,动力电池梯次利用和再生利用将成为新能源汽车产业链上一条至关重要的环节。
动力电池梯次利用报告

动力电池梯次利用报告一、引言随着电动汽车的快速发展,动力电池的梯次利用成为了一个备受关注的话题。
动力电池的梯次利用是指在电动汽车使用一段时间之后,将其电池从车辆中卸下并用于其他领域,如储能系统、电网调度等。
本报告将探讨为何要进行动力电池的梯次利用、目前的应用情况以及潜在问题和解决方案。
二、为何进行动力电池的梯次利用1.资源节约:电动汽车使用寿命一般为8-10年,有一定的使用寿命后仍能提供一定的电池容量。
如果不进行梯次利用,这些仍然可用的电池将被废弃,导致资源的浪费。
2.成本降低:电动汽车的电池是成本较高的部分,通过将已经使用一段时间的电池进行梯次利用,可以减少新电池的购置成本,从而降低电动汽车的售价。
3.环境保护:电动汽车的电池材料中包含有毒有害物质,如锂。
适当进行梯次利用可以减少电池废弃时对环境的污染。
三、目前的应用情况1.储能系统:将动力电池用于储能系统可以平衡电网的负荷,提高电网的稳定性。
目前,一些能源储存项目已经成功地将废弃的动力电池重新利用,使储能系统成为一个重要的应用领域。
2.电网调度:将动力电池连接到电网上,可以通过调节充电和放电的时间和速率来平衡电网的负荷。
3.其他领域:动力电池尚可用于电动船、物流车辆等特定领域,为这些领域提供清洁能源。
四、潜在问题和解决方案1.电池容量衰减:动力电池在使用一段时间后,会出现容量衰减的情况。
这会影响电池的使用寿命和性能。
解决方案可以通过对电池的优化设计以及精准的充放电管理来延长电池寿命。
2.库存管理:随着动力电池的梯次利用,库存管理将成为一个重要的问题。
如何准确地评估和管理库存,确保电池的及时供应,同时避免库存积压,需要有合理的管理策略和技术手段。
3.安全问题:动力电池在长期使用中可能存在安全隐患。
目前已经有一些技术手段来监测电池的安全性能,并及时采取措施进行维护。
此外,对于废弃的电池,需要有相应的回收和处理措施,以减少对环境和人类健康的影响。
五、结论动力电池的梯次利用具有重要的意义和巨大的潜力。
动力电池 梯次利用

动力电池梯次利用动力电池是指用于驱动电动车辆的电池,其主要特点是能够提供高功率输出和长时间的持续使用。
由于电动车辆的兴起,动力电池已经成为了一个备受关注的话题。
在这篇文章中,我们将探讨动力电池的梯次利用。
一、什么是梯次利用梯次利用是指将同一种资源按照不同的需求进行分级使用,从而实现最大化的资源利用效益。
在动力电池领域中,梯次利用可以将废旧电池进行再生和二次利用,从而减少资源浪费和环境污染。
二、为什么需要梯次利用随着电动车辆市场的快速发展,废旧动力电池数量也在不断增加。
如果这些废旧电池得不到有效处理和再生利用,将会对环境造成严重影响。
同时,在全球资源日益紧缺的情况下,有效地进行梯次利用也能够节约资源并降低成本。
三、动力电池梯次利用方式1. 一级再生:通过物理或化学方法对废旧电池进行分解和处理,并将其转化为原材料进行再生。
这种方法可以实现电池材料的高效回收利用,但成本较高。
2. 二级利用:将废旧电池进行拆解,筛选出仍具有一定能量的单体电池,并通过组合使用,使其达到一定功率输出。
这种方法可以延长废旧电池的使用寿命,但需要注意安全问题。
3. 三级利用:将废旧电池作为储能设备进行利用,例如用于太阳能或风能发电站的储能系统中。
这种方法可以实现对动力电池材料的最大化利用,并且有助于提高可再生能源的效率。
四、动力电池梯次利用面临的挑战1. 安全问题:废旧电池中可能存在着剩余能量和有害物质等安全隐患,需要采取有效措施确保处理过程中的安全性。
2. 成本问题:对废旧电池进行梯次利用需要投入大量成本,在技术和设备等方面都需要有所提升。
3. 可持续性问题:虽然梯次利用可以延长动力电池的使用寿命并降低资源浪费,但仍需进一步探索如何实现可持续的再生利用模式。
五、结论动力电池的梯次利用是一种有效的资源利用方式,可以减少废旧电池对环境的污染,降低成本并节约资源。
尽管面临着安全、成本和可持续性等挑战,但我们相信在技术和政策支持下,动力电池梯次利用将会得到快速发展和广泛应用。
梯次利用动力电池

梯次利用动力电池1. 介绍动力电池是电动汽车中的重要组成部分,它们存储电能以供汽车驱动。
然而,随着电动汽车的普及和技术的进步,电动汽车的动力电池寿命问题也逐渐凸显出来。
这就引发了一个重要的问题:如何更好地利用动力电池的能量,延长它们的使用寿命,减少环境污染并提高其经济效益?梯次利用动力电池是一种解决方案,它通过在电动汽车退役后将动力电池继续用于其他领域,最大限度地利用其剩余能量,降低成本并减少对新电池的需求。
本文将深入探讨梯次利用动力电池的意义、可行性和实施方法。
2. 梯次利用动力电池的意义2.1 环境保护梯次利用动力电池可以减少对新电池的需求,从而减少对稀有金属等资源的开采和利用。
此外,动力电池的生产过程会产生大量的二氧化碳排放,而梯次利用可以延长电池的使用寿命,从而减少二氧化碳排放量,降低对环境的负荷。
2.2 节约成本梯次利用动力电池可以为用户节约成本。
由于电动汽车的动力电池在退役后可能还有较高的电量,在梯次利用后可以继续使用,避免了处理或回收废旧电池的费用。
同时,如果将动力电池用于储能系统等领域,还可以降低能源的成本。
2.3 优化能源利用梯次利用动力电池可以优化能源利用效率。
在电动汽车中使用的动力电池通常具有较高的容量,但在一些应用场景中,如储能系统和分布式能源系统,对容量要求并不高,因此动力电池可以更好地满足这些需求,实现能源的最优配置。
3. 梯次利用动力电池的可行性3.1 动力电池寿命动力电池寿命是进行梯次利用的基础。
动力电池退役后,其容量会有一定程度的衰减,但其实际寿命仍然较长。
根据统计数据,电动汽车的动力电池在退役后仍然能够保持80%以上的初始容量,这为梯次利用提供了可行性基础。
3.2 储能需求梯次利用动力电池的可行性还受到储能需求的限制。
在当前的能源结构下,储能系统的需求不断增长,但对容量要求并不高。
因此,虽然动力电池容量衰减后可能无法再满足电动汽车的需求,但它们可以满足储能系统的需求,延长其使用寿命。
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随着国家对电动汽车补贴政策中对关键指标的调整,比如能量密度小于105wh/kg没有补贴,该值越大补贴力度越大;续航里程150公里以下没有补贴,续航里程越大补贴力度越大等(见下表1和2),磷酸铁锂被国内车企纷纷弃用,带来磷酸铁锂电池产能过剩,六氟磷酸锂矿石大幅降价等现象,如果能把这些过剩的产能向储能产业转移,无疑对电池企业和储能电站建设业主是一种降本增效的双赢局面。
因为目前来看,国内投入建设(示范项目居多)的大多数储能电站都是采用磷酸铁锂锂电池,少数采用铅炭电池、钠硫电池、液流电池、超级电容等储能形式,但只要上锂电池系统,基本都采用磷酸铁锂,采用三元等其它形式的,往往也是示范性地做个几十千瓦,用以对比收集数据。
表1 国家对电动车依据能量密度的补贴表表2 国家对电动车依据续航里程的补贴表那么动力电池退役后往储能电站方向的梯次利用是否存在一定问题呢?下面我们对于相关问题逐步进行下梳理。
一、用于乘用车及储能电站电池的诸多不同点:1、电池数量相差比较大:一般乘用车动力型电池,数量也就是几千块,比如特斯拉model-S基本是7600多块电池,国内的比亚迪等磷酸铁锂电池因为功率比特斯拉小(特斯拉一般是85KW,而国内车辆一般不超过60KW,所以两者的续航里程数相差很多),而兆瓦级的储能电站一般都达到几万块或几十万块电池(取决于系统容量和电池封装类别)。
这么多的电池要经过串并联组合,从而输出符合要求的电压和电流,那么对电池管理系统和能量管理系统(即通常所说的BMS和EMS)要求陡然上升;2、运行过程大不一样:车辆用动力型电池要求瞬间出力要足够大,比如启动和起步的时候要求能够有足够大的功率达到足够的扭矩驱动车辆迅速提速,反映在电池指标上就是要求电池的放电倍率要足够大,一般要求2C以上的电流,甚至要达到10C。
而对于储能电站用的能量型电池,根据不同的使用场景,对电流倍率会有不同要求,比如对于削峰填谷,一般要在峰时段均匀放出夜间随存电力,时间往往是2~4个小时,此时的电流倍率为0.5~0.25C。
也就是说此场景下对电池的倍率要求比较宽松,对电池的循环寿命有好处。
另外一个应用场景就是储能电站参与电网辅助调节,比如深度调峰和AGC辅助调频。
深度调峰对于时间也不是要求很短,以1小时前后为多,也就是1C左右的电流倍率为多,而参与AGC辅助调频就不一样了:AGC调频要求快速反应,Kp值要尽可能地大(最大为10),电池系统往往被要求在几分钟到几十分钟时间内放出所有电力(控制在一定放电深度DOD内),那么此时的电流倍率将达到5C~1C范围,对电池放电倍率特性要求很高,也严重考验电池质量和严重影响电池寿命;3、应用环境不一样:电动车应用在道路场景,可能是市区也可能是高速,可能是夏季也可能是冬季,可能是南方也可能是北方,车辆行驶过程有可能产生颠簸,碰撞,温度的骤然变化,有可能造成电池或电路损坏,进而引发事故。
而储能电站的运行环境相对友好,温度恒定,工作环境安静,运行平稳;4、对能量密度要求不尽相同:由于乘用车内部空间有限,且对行驶质量要求尽量轻便,故对能量密度要求尽可能高,这也是国内外乘用车电池目前几乎全部采用三元锂的原因。
而储能电站安装运行环境为陆上静止环境,场地一般足够大,对电池重量和能量密度可以放宽要求,反倒是由于电池数量众多,对单体电池的一致性要求甚高;5、乘用车由于人员与电池同乘,对电池系统的安全性要求非常高,对于容易引发电池短路、着火甚至爆炸的因素必须全部一一消除,不能留有隐患。
储能电站相对要求低一点,但也不是说储能电站的安全性不重要,恰恰相反,因为储能电站电池数量众多,电芯、模组、电池架串并联组合关系复杂,稍有不慎,就容易引发电池侧事故,而且一旦着火往往火烧连营,一烧一大片,损失惨重,如果刚巧电池集装箱或板房内有人员作业或巡检,若伤及人员,那后果不堪设想,所以安全问题对任何应用场景都是非常重要,容不得半点麻痹大意和懈怠疏忽的;6、锂电池技术路线侧重点不同:车用动力电池在国内多采用磷酸铁锂,这是因为与国外厂家,比如特斯拉采用三元铝(NCA)线路不同,国内厂家比如比亚迪看中的是磷酸铁锂的低价格、较高的安全性、较好的高温性能,其实我认为除了这些看得见的、能够拿到桌面的原因之外,国内车企对BMS和EMS的不大自信是另外一个重要原因,因为三元电池安全性方面比磷酸铁锂要差,这就要求电池管理系统要具有超强的检测、报警、控制、协同运行能力,而国内的软件水平应该还达不到特斯拉这样高的水准,因此选择铁锂路线实际上也是一种规避风险策略,实现弯道超车的不得已的选择。
但小巧终究难堪大用,随着国家对锂电池补贴政策的调整,国内车企又纷纷改弦易辙,重回三元锂路线,没办法,磷酸铁锂的能量密度提升空间几至极限,而三元电池还有广阔的探索领域及值得期待的提升空间。
研究者发现随着镍金属在三元材料中占比的提升,电芯的能量密度呈上升趋势,以前三者比例是3:3:3,后来是5:2:3,现在最新的研究热点是8:1:1,随着镍金属含量占比的提高,钴在其中的占比越来越小,自然解决了世界钴矿石储量有限,几近枯竭所以越来越贵的难题。
而镍元素在自然界中存量是比较普遍的,不存在价格抬高的顾虑。
但正如前面说到,国内车企当初选择磷酸铁锂电池作为动力电池,一个重要原因是对能量管理系统的没有把握,那么现在这个问题自然是依然存在,只不过车企对新能源补贴的追求暂时屏蔽了该问题的存在。
但问题就是问题,不管你屏蔽不屏蔽,它都是存在的。
尤其是一些中小车企,因为仓促转型,各方面配套设施、技术手段和资金都没有跟上,发生安全问题的几率很大。
昨天,一辆成功新能源面包车在深圳某充电站充电过程起火燃烧,就是这类问题的反映。
图1 成功面包车充电过程着火二、上面诸多不同点对电池在两种场景下的使用会产生哪些影响?我国从2015年开始新能源汽车产业开始发力,当年下达的目标是年内保有50万辆新能源汽车,全国新能源汽车的产能从当年8月份的2万辆猛增到10月份的10万辆,短期的供需不平衡导致国际上六氟磷酸锂的价格从8月份的8万元每吨涨到12月份的25万元每吨。
这些大量增加的新能源汽车几乎全部采用磷酸铁锂电池,到2018年开始陆续进入更换期,而更换下来的磷酸铁锂电池还有80%左右的电量,直接拆分属于暴殄天物、浪费资源,那么梯次利用就被适时地提了出来:退役的动力电池可以作为储能电池使用,既降低了一次投资的成本,也有效利用了退役电池的残余价值,达到废物利用、变废为宝的目的。
但值得注意的是,动力电池经过3/4年的使用,电池内耗严重,而且储能电站的电池众多,一致性问题显得格外重要:试想一下,如果一串电池由几十个18650电池组成,在充电过程中,大多数电池还没有达到规定的电压,但个别几块电池已经达到规定电压上限,再继续充电的话这些电池就进入过充状态,温度升高引起BMS报警,严重可能引发安全事故,甚至着火。
但如果不继续充电,大多数电池还没有充满,这就是电池不一致性带来的严重后果。
由于这些动力电池的正负极情况、电解质情况和隔膜情况甚至BMS情况都不尽相同,在实际使用过程中,如何把这些参数不一样的电池通过适当的串并联组合在一起使用不是个简单的问题。
要妥善解决这个问题,第一步是找一家技术过硬、经验丰富、态度严谨、软硬件设施齐全的第三方电池检测机构对退役电池进行全面检测,对电池容量、电压、电流、电解液状况、正负极情况作出全面、准确的评估;第二步是甄别出能用的和不能用的、高电压的和低电压的、状况好的和不太好的,按电池个体状况分类组合,合理使用才能延长系统使用年限,推迟更换电池年限,创造更高的性价比和内部收益率,这才是我们的目的。
但其实这个过程说起来容易,其实饱含技术含量,绝不是一件轻松的工作。
产品一致性问题是磷酸铁锂电池独有的,还是普遍存在的问题?如果是磷酸铁锂独有的,那么很简单我们弃用考虑其它形式的电池就可以了,若是普遍存在的现象,那么就要仔细考核电池的各项指标,综合评估,选出最适合做储能电站的锂电池。
对于以上问题可以给出肯定的回答:其实一致性问题是所有储能系统共同面对的世纪难题,只不过这个问题在磷酸铁锂那里更加尖锐突出罢了。
磷酸铁锂电池的一致性差除了工艺制造水平原因之外,还缘于磷酸铁锂制备工艺的天然“缺陷”:其它电池比如三元、锰酸锂、钴酸锂等基本采用氧化反应,说白了就是在空气中反应,很容易控制。
但磷酸铁锂的制备过程相当复杂,要经过多道工序,反应过程以氧化还原反应为主,这样的反应过程很难控制不同批次产品的一致性问题。
说到这里摘录一段网上大伽对这个问题的解说,力求把这个问题说透:“说到磷酸铁锂(LFP)的实际应用,人们经常诟病磷酸铁锂(LFP)材料的一个最主要缺点就是批次稳定性的问题,即磷酸铁锂(LFP)材料的一致性和磷酸铁锂(LFP)电池成品率的问题。
其实对于任何一款电池,一致性不好都是绝对的,一致性好才是相对的!对于磷酸铁锂(LFP)电池产品的一致性问题,大多数都是从生产环节来说事,比如:技术有没有完全吃透?从小试到中试以及从中试到生产线建设各个环节是否缺乏系统工程设计?生产技术成果的“源头”与生产商转化过程的衔接是否存在问题?原材料状态控制和生产工艺设备状态控制是否存在问题?诸如此类,不一而足。
当然,这些都是影响磷酸铁锂(LFP)生产一致性的原因而且相当重要,但磷酸铁锂(LFP)生产一致性问题还有它化学反应热力学上的根本性原因,而且这个原因更重要、更根本。
从材料制备角度来说,磷酸铁锂的合成反应是一个复杂的多相反应,有固相磷酸盐、铁的氧化物以及锂盐,外加碳的前驱体以及还原性气相。
反应过程的热力学模拟计算就表明,在这个多相反应体里,铁离子存在从+2价还原到单质的可能,并且在这样一个复杂的多相反应过程中很难保证反应微区的一致性,其后果就是微量的+3价铁和单质铁可能同时存在于磷酸铁锂(LFP)产物中。
单质铁会引起电池的微短路,是电池中最忌讳的物质;而+3价铁同样可以被电解液溶解而在负极被还原。
我们还可以从另外一个角度对比一下磷酸铁锂(LFP)这个复杂的多相反应。
对于其它的几种锂电正极材料(LCO,LMO,NMC,NCA)而言,反应过程从根本上讲都是氧化过程。
氧化过程的控制是很简单的,因为大气气氛就是氧化气氛,如果氧化不完全只要增加氧气浓度(比如NCA的合成)或者煅烧时间就可以达到元素化合价的完全一致。
而磷酸铁锂(LFP)的制备是在弱还原性气氛下面的多相固态反应,那么从本质上来讲就比氧化反应要难以控制得多。
因为反应微区不可避免地存在还原不彻底和过度还原的可能性,而磷酸铁锂(LFP)产品一致性差的根源就在这里!生产过程的自动化,是提高磷酸铁锂(LFP)材料批次稳定性的主要手段。
但要强调的是,材料不同批次之间的差异只能通过工艺和设备的不断完善改进而提高到磷酸铁锂(LFP)实际应用可以接受的波动范围之内,而不可能做到完全一致。