动力锂电池梯次利用研究探索-雄韬高鹏然V1.2
动力电池梯次利用技术综述
动力电池梯次利用技术是指将已经达到使用寿命的动力电池从电动汽车中取出，然后将其用于其他应用领域。
通过梯次利用，可以将电动汽车中的动力电池继续使用，延长其寿命，降低整个电动汽车的成本。
动力电池梯次利用技术可以分为两个方面：一是二次利用，即将电动汽车中的动力电池用于能量储存系统等领域；二是三次利用，即将电动汽车的电池再利用于其他能源储存和商业应用场景。
二次利用的动力电池主要用于能量储存系统，如大规模的电网储能系统、家庭或商业储能系统等。
这些电池可以通过充电和放电的方式，将电能储存和释放出来，以满足不同领域的需求。
三次利用的动力电池主要应用于其他能源储存和商业应用场景，如移动电源、低速电动车、智能储能设备等。
这些应用场景对电池的能量密度要求不高，但是需要电池具有长寿命、高安全性和低成本等优点。
动力电池梯次利用技术的实施需要建立完善的回收体系和再利用体系，以确保电池的再利用效率和安全性。
同时，还需要加强政策引导和市场监管，推动动力电池梯次利用技术的广泛应用和
发展。
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。
电池梯次利用调研报告
电池梯次利用调研报告根据对电池梯次利用的调研，总结以下报告：1. 梯次利用的概念梯次利用是指将电池从一种应用环境中拆下后，仍可继续在其他应用环境中使用，以达到更高的利用价值。
例如，将电动车用过一段时间的电池拆下来后，仍可继续在储能系统或者家用电器等领域中使用。
2. 电池梯次利用的优势2.1 提高资源利用效率：通过梯次利用电池，可以延长电池的使用寿命，减少资源的浪费。
2.2 降低成本：电池是高价值的组件，而梯次利用可以降低电池的成本，提高设备的经济性能。
2.3 减少环境污染：电池的制造和处理过程会产生环境污染，而梯次利用可以减少新电池的制造数量，从而减少环境污染。
3. 电池梯次利用的应用领域3.1 储能系统：将电动车或者手机等用过的电池拆下来后，可以将其用于储能系统，用于储存和释放电能，以满足家庭或工业的需求。
3.2 家用电器：将电动车或者手机等用过的电池拆下来后，可以将其用于家用电器，如无线遥控器、手电筒等，延长其使用寿命。
3.3 能源发电：将用过的电动车电池拆下来后，可以将其用于能源发电领域，如储存太阳能或风能等，用于夜间或没有风的时候供电。
4. 电池梯次利用的挑战4.1 技术难题：由于不同应用环境对电池的要求有所不同，梯次利用的电池需要满足不同的性能指标，如容量、循环寿命等，这对技术提出了更高的要求。
4.2 安全问题：电池存在着自燃和爆炸的风险，如果在梯次利用过程中没有得到妥善处理，可能会引发安全事故。
4.3 法规政策：目前对于电池的梯次利用缺乏相应的法规政策支持，这也制约了电池梯次利用的发展。
5. 电池梯次利用的发展趋势5.1 技术的不断创新：随着技术的不断进步，电池的梯次利用将实现更高效、更安全、更智能的转换。
5.2 政策的支持：随着环境保护意识的提高，政府对于节能减排的要求也越来越高，电池梯次利用的政策支持将逐渐加强。
5.3 产业链的完善：电池梯次利用不仅仅是电池制造商的事情，还需要相关行业的共同参与，形成完整的产业链。
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。
车用动力电池梯次利用相关标准及技术的研究
学术研讨车用动力电池梯次利用相关标准及技术的研究■ 刘学文 何飞宇 黄盈盈 巴 鑫*（湖北省产品质量监督检验研究院）摘 要：随着新能源汽车产业的快速发展，我国已成为世界第一大新能源汽车产销国，截至2023年1月，新能源汽车保有量已超过1000万辆。
动力电池作为电动汽车的关键部件之一，遵循其生命周期规律，即将进入大规模退役期。
基于环境保护、资源利用等因素，国家和社会层面对动力电池的回收和梯次利用都投入了极大的关注。
本文对动力电池的梯次利用实际过程中存在的问题进行了探讨。
通过梳理产品回收过程中的主要流程，确定了各阶段的主要工作，主要讨论了梯次利用产品余能、循环寿命、安全性等基本性能的标准要求及相应检测技术的发展。
关键词：新能源汽车，动力电池回收，梯次利用，检测标准，检测方法DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.11.011Research on Standards and Technologies Related to the Recycling of PowerBatteries of Electric VehiclesLIU Xuewen HE Feiyu HUANG Yingying BA Xin*(Hubei Institute of Quality Supervision and Inspection)Abstract: With the rapid development of electric vehicles, China has become the world’s largest producer and seller of electric vehicles. By January 2023, the number of electric vehicles has exceeded 10 million in China. As one of the key components of electric vehicles, the power batteries are about to enter a period of mass decommissioning according to the law of its life cycle. Our country and society have paid great attention to the recycling of power batteries for reasons including environmental protection, resource utilization, etc. This paper discusses the problems existing in the actual process of power battery recycling. By delineating the main processes in the battery recycling, the paper clarifi es the main work of each stage, and discusses standard requirements and corresponding testing technology for echelon utilization of product surplus energy, cycling life, safety, and other basic performance of the batteries.Keywords: electric vehicles, power battery recycling, echelon utilization, test standards, test methods0 引 言我国新能源汽车销量已连续8年位居全球第一。
动力电池回收梯次利用的机遇与挑战研究
—363—《装备维修技术》2021年第1期前言：梯次利用是动力电池回收的一个环节，在新能源汽车即将淘汰第一批动力电池的背景下，动力电池回收梯次利用具有很大的发展前景，基于此本文首先对梯次利用的概念进行阐述然后分析当今梯次利用的现状，然后进一步分析得出面临的机遇与挑战。
1.动力电池回收梯次利用动力电池回收梯次利用是指将电动汽车淘汰的电池用于其它领域进行再次使用，就像南孚电池的广告语所说，电动车用完遥控器收音机接着用。
一般来说从电动汽车上淘汰的电池还有60%～80%的电量，虽然不能满足电动汽车的使用但是在其他许多领域是可以继续使用的。
梯次使用的理念是正面的，是具有环保意义的，梯次利用可以充分地发挥电池的价值。
2.动力电池回收梯次利用的现状我国在动力电池回收梯次利用方面处于起步阶段，政府为鼓励动力电池的回收利用，充分发挥电池的余热减少环境污染而出台了许多相关政策。
不过尽管梯次利用的想法和前景是美好的，但现实却是很残酷的。
事实上梯次利用的效果没有预期的好，电池回收方面有很多不足，从事相关工作的企业数目并不是很多，很多企业由于这样或那样的原因并不愿意对电池进行回收而且在安全性方面也无法得到保障。
3.动力电池回收梯次利用的机遇梯次利用拥有巨大的潜在市场，梯次利用未来的应用场景十分广泛，主要的场景有通信备用电池、储能集装箱、低速车等。
而且我国储能领域的市场需求越来越大，在以后梯次利用的发展中储能领域应是主要方向。
但我国目前梯次利用的规模还很小不过随着能源政策的调节以及环保政策的落实我国梯次利用的规模也在逐步发展，从2011年开始，我国就对能源方面的梯次利用项目进行建设，作为世界上三大风光储能之一的张北项目也已经开始了第一期的建设。
4.动力电池回收梯次利用的难点与挑战4.1.安全方面在我国由于梯次利用正处于技术验视和项目示范阶段，退役电池的梯次利用技术还不成熟，还无法确保其安全性与稳定性，在2018年我国至少发生了40多起新能源汽车起火事件，在2019年更是出现了四天三次起火事。
锂离子动力电池梯次利用
锂离子动力电池梯次利用锂离子动力电池是目前最常用的电池类型之一，具有高能量密度、长循环寿命、低自放电率等优点，在电动汽车、移动设备等领域得到广泛应用。
然而，随着电动汽车市场的快速发展和电子设备的普及，废旧锂离子动力电池的处理和梯次利用问题日益凸显。
本文将从梯次利用的角度来探讨锂离子动力电池的再利用和回收利用的重要性，并介绍目前的相关技术和挑战。
梯次利用是指将锂离子动力电池在使用寿命结束后，通过一系列技术手段进行再利用的过程。
其核心思想是将废旧电池进行回收处理，将其组件和材料进行分离，并对可再利用的部分进行修复、再制造或二次利用。
这样可以最大限度地延长电池的生命周期，减少资源消耗和环境污染。
在锂离子动力电池的梯次利用中，首先需要对废旧电池进行回收处理。
回收处理的过程包括电池的回收收集、拆解和分选。
通过回收处理，可以回收利用电池中的有价金属材料，如锂、钴、镍等。
这些有价金属材料可以再次用于生产新的锂离子电池，降低了新材料的需求量，减少资源消耗。
在废旧电池回收的基础上，还可以对电池进行修复和再制造。
通过合理的工艺和技术手段，对电池进行维护、修复和更新，使其恢复到一定的性能水平。
修复和再制造后的电池可以再次应用于电动汽车、储能系统等领域，延长其使用寿命，提高资源利用效率。
除了修复和再制造，废旧锂离子动力电池还可以进行二次利用。
二次利用是指将废旧电池用于其他领域或应用，并不再用于电动汽车等高要求的应用场景。
例如，废旧电池可以被用于储能系统、备用电源、小型电动工具等低功率应用中。
虽然这些领域对电池的性能要求相对较低，但仍然可以充分发挥废旧电池的余热，延长其使用寿命，减少资源浪费。
然而，锂离子动力电池的梯次利用也面临一些挑战。
首先，废旧电池的回收和处理过程需要专业的设备和技术，而这些设备和技术的成本较高。
其次，废旧电池的回收和再利用涉及到大量的有害物质，如重金属和有机溶剂，如果处理不当将对环境和人体健康造成严重影响。
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研究背景
商业模式
平衡三方利益 电池租赁模式
卖电模式
换电模式
更多。。。
• 政府出台政 策规范整车 厂、电池厂、 个人用户等 平衡各方利 益
• 初步建立规 范的回收体 系
• 配合新能源 汽车的快速 发展
120% 100%
80% 60% 40% 20%
0%
中国储能技术与应用
装机规模MW
增长率%
锂离子电池 铅酸电池 液流电池 超级电容
图3：中国电化学储能项目累计 装机规模（2000-2015）
资料来源：CNESA
图4：中国储能技术与应用
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研究背景
潜在市场
2 电动自行车
目前为止，中国电动自行车的市场保有量已经超过2亿。当前市场，90%的车型采用铅 酸电池，约有10%的车型采用锂电池。以2014年的数据为基数，假如有10%的电动自行 车采用梯次利用的动力电池组，以每辆车配1kWh的电池组计算，那么年总需求可以达 到290万kWh(2.9GWh)，与2014年我国电动汽车动力电池总量3.7GWh相去不远，相关梯 次利用的市场规模可达数十亿元。
10 200.00%
8
150.00% 6
4
3.7 88.60%
100.00%
2 0.35
0.66
0.79 19.70%
0
50.00% 0.00%
2011
2012
2013
动力电池出货量
2014 增长率
2015
图2 我国历年动力电池出货量（GWh）
资料来源：高工锂电
这么多电池，五六年之后就进入大规模淘汰期，届时回收将成为一大难题。 电池属于严重污染类废旧物品，对环境来说存在一定的威胁。 2015年，锂电池报废量累计约2万～4万吨 2020年，动力电池累计报废量将达到12万-17万吨
Nissan与Eaton合作开发梯次利用技术。双方合作后将使用Nissan LEAF的梯次电池、Eaton的UPS 技术和光伏，构建一个独立的储能和控制系统，使得用户可以管理能源供给，构建离网或并网
系统。Nissan LEAF电动汽车搭载30kWh锂离子电池。
美国创业公司FreeWire推出了一款电动汽车充电宝产品，充电对象是所有的电动汽车，这款产 品名为Mobi Charger，装有滚轮方便移动，主要面向写字楼等工作区域。
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研究内容与成果
梯次利用难点与核心技术
安全可
靠的技
术
梯
次
利
商业模 梯次利用 成本控
用
式创新
难点
制
的
核
心
技
产业链
术
整合
电池 拆解
剩余 寿命 的预
测
系统 集成 技术
BMS 的鲁 棒性
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研究内容与成果
研究思路
模组的安全拆解 电芯性能的测试 电芯寿命模型的建立 电芯的配组及成组 新产品的设计开发
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研究背景
潜在市场
1 储能市场
据CNESA项目库不完全统计，到2015年底，中国电化学储能项目装机106MW，占全球电 化学储能项目装机总容量的12%。近五年，中国电化学储能市场的增速明显高于全球市 场，年复合增长率(2010-2015年)为110%，是全球的6倍。其中锂离子电池储能技术占 主要地位。
国务院相关部门
明确要求，制定动力电池回收利用管 理办法、动力电池梯级利用和回收管
理体系
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研究背景
全球示范工程及项目
国家 日本
应用领域
家庭和商 业储能
日本/美 国
商业储能
美国 移动电源
美国/日 本
家庭储能
中国 商业储能
德国 电网储能
案例描述
参与主体
日产汽车和住友集团合资成立了4R Energy公司，从事电动汽车废弃电池的再利用，在日本和美 国销售或租赁的日产Leaf汽车的二手电池用于住宅和商用的储能设备
中国电科院、国网北京 市电力公司与北京交通
大学
动力电池梯次利用：利用MINI E的8套退役电池参与BMW技术办公室的光储项目，项目规模 240kWh，是目前世界最大的梯次利用项目之一。该储能系统由瓦滕福公司负责运行和维护，目
前已经投入使用。
博世集团
BMW 瓦腾福公司
性质
商业 运作
德国 中国
奥迪正在搭建一个平台，整合大众集团所有的梯次电池用于户用储能和可再生能源调节，将梯
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研究内容与成果
产品设计开发
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研究内容与成果
产品设计开发
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研究内容与成果
产品设计开发
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研究内容与成果
产品设计开发
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研究内容与成果
90V400Ah forklift
产品设计开发
17.22%
13.90%
12.49%
12.48%
12.95%
0.15 12.96%
单 位 ： 万 辆
辆
0.1
800 600 400
4000
0.05
200
0
0
0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
电动自行车规模/万辆
增长率/%
锂电自行车市场增长情况
35.0%
成本！
成本！
还是 成本！
新锂电池成本会高达2000~3000元/kWh，投资回报率偏低，制约储能产品大规模应用； 梯次利用电池，其规模化成本远低于新电池， 100美元/kWh（Free Wire），日产leaf的
退役动力电池做移动充电车； Tesla在美国发布Powerwall和Powerpack，有深刻的理由相信，未来Tesla也会将Model S
4R Energy公司 Nissan与Eaton Free Wire公司
美国EnerDel公司和日本伊藤忠商事在部分新建公寓中推广梯次利用电池。
美国EnerDel公司，日 本伊藤忠商事
100KWh梯次利用电池储能系统的工程示范，历时2年，由中国电科院、国网北京市电力公司与 北京交通大学共同完成，于2014年6月19日通过验收。
3、熊孟清：废弃物回收利用专家。无论从资源环境保护角度衡量，还是从新能源汽车行 业发展角度衡量，汽车动力电池的回收利用都是必须和重要的。
4、贾新光：中国汽车流通协会常务理事。动力电池的回收利用体系要加强对退役电池的质 量、性能鉴别、分级等测试评价技术和标准方面的研究，要制定相关标准，推动梯次利用。
5、欧阳明高：中国电动汽车百人会执行副理事长。动力电池必须进行梯次利用，而且要回收再利 用。”
为进一步大规模利用废旧电动汽车动力电池奠定了良好的技术与实践基础。
北京海博思创科技有限 公司与北京电力公司
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研究背景
高层声音
1、李克强总理：加快实现动力电池革命性突破，建立合理投资回报机制，鼓励社会资本进入充电 设施建设运营、整车租赁、电池回收利用等服务领域。
2、科技部部长万钢：动力电池尤其是锂离子动力电池，回收之后不一定马上进行报废处理， 可以进行梯级利用。
图5：中国电动自行车市场保有量
图6：中国锂电自行车市场规模
20000
电动自行车市场保有量
1200 18472.4 0.35
16000
30.82%
16353.7 14478.3
0.3
1000
单 位 ： 万
12000 8000
12872.2
0.25
23.54% 11442.7
10046.4
0.2
8570.6 6937.7
中国电化学储能项目累计装机规模(MW)
120
100
138%
105.5 93.7
80
60 38.5
40
20 2.6 10%
0 2000‐2010 2011
58.2
41
61%
41.90%
6.50%
2012
2013
2014
12.60% 2015
160% 140% 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0%
1000 30.0%30.0%
800 26.0%
25.0%
20.0%
15.0%
10 0.5%
35 1.5%
60 2.7%
250 8.0%
80 3.6% 130 5.0%
2010
2011
2012
2013 2014 2015
市场量
增长率
2016E
2017E
10.0% 5.0% 0.0%
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研究背景
潜在市场
研究内容与成果
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研究内容与成果
拆解、分容分析
包括 1、模组基本结构的分析； 2、模组基本性能的测试； 3、模组的安全性能的评估； 4、模组的安全拆解。
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研究内容与成果
电芯性能测试
1、电芯的基本性能评估：外观性能、OCV、内阻、容量的分布。 2、电芯基本性能的测试：不同倍率下SOC-OCV曲线、高低温性能 3、电芯的循环性能：循环过程中容量的变化，内阻的变化
动力锂电池梯次利用研究探索
雄韬电源研究院 高鹏然 博士
Nicholas@
目录
一、研究背景 二、研究内容与结果 三、特色与创新 四、雄韬电源简介
2
研究背景
新能源汽车发展现状
“如果说2014年是新能源汽车元年，那么2015年可 以称为爆发年。”业内人士表示。 新能源汽车发展带动了动力电池产业的发展。 2015年动力电池装车量超过200亿瓦时，预计2016 年会增加到大概500亿瓦时。 2015年电池产业投资大概是1千亿元，在建、核建 的产能1800亿瓦时。