在技术和产品发展路径上,各家动力电池企业也有所不同。2014年之前,得益于在安全性方面的良好表现,磷酸铁锂电池是主流。随着全球各国政府和企业,对电动车动力电池能量密度的要求逐步提高,镍钴锰三元材料电池将在未来5~10年成为市场供应主体。此前,比亚迪主要在大容量的磷酸铁锂电池方面发力,在e6,秦,K9等车型上面进行了大量的推广应用。从去年开始,比亚迪另辟蹊径,研究磷酸铁锰锂电芯,应用到新一代的e6,秦和唐等车型上面。CATL则在大容量的磷酸铁锂电芯和三元材料电芯两方面发力,坚持自己的技术创新方向和市场领域,在国内商用车和国外乘用车市场收获颇丰。力神,万向等企业紧跟国外主流产品,在小容量的圆柱形三元材料电芯市场取得不错的成绩,与江淮、上汽、奇瑞、吉利、众泰等本土企业展开紧密合作。其他一些动力电池企业,如中航锂电、国轩、比克、沃特玛等,也都有自己的技术或产品相对“优势”领域。
我们根据历年媒体所公布的电动汽车销量数据和各批次《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》中相关的车型数据,进行整理、比对和分析,粗略统计出我国2009~2014年各年度的电动汽车动力电池总量,相关数据如下:


以我国前几年的动力电池技术及系统集成技术水平,这些进入市场的动力电池,一般在3~5年左右即将达到设计的寿命终止条件(容量衰减到初始容量的80%),部分一致性不好或使用工况较恶劣的,甚至达不到3年的使用寿命。以此推算,我国将在2017年左右,迎来动力电池退役的GWh时代,此后逐年快速递增,预计到2019年,最晚不会超过2020年,会有超过10GWh的退役动力电池规模。
面对如此规模的动力电池后市场,只有尽早进行产业化的研究和积累,才能在巨浪到来时,乘风破浪游刃有余。
四、 梯次利用全球示范工程和项目
国务院在《节能与新能源汽车产业发展规划》中明确规定:“(五)加强动力电池梯级利用和回收管理。制定动力电池回收利用管理办法,建立动力电池梯级利用和回收管理体系,明确各相关方的责任、权利和义务。引导动力电池生产企业加强对废旧电池的回收利用,鼓励发展专业化的电池回收利用企业。严格设定动力电池回收利用企业的准入条件,明确动力电池收集、存储、运输、处理、再生利用及最终处置等各环节的技术标准和管理要求。加强监管,督促相关企业提高技术水平,严格落实各项环保规定,严防重金属污染。”
国家层面针对梯次利用的相关扶持政策、行业规范和标准,也在积极制定当中。
全球各国都在积极开展动力电池梯次利用方面的实验研究和工程应用,其中日本、美国和德国等国家走的比较早,并且已经有一些成功应用的工程和商业项目。我国从近几年才开始开展相关的理论研究和示范工程,步伐相对慢一些,成规模的商业化运作还未真正开始。下表给出了全球一些梯次利用的典型案例:
国家 | 应用领域 | 案例描述 | 参与主体 | 性质 |
日本 | 家庭和商业储能 | 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 | 4R Energy公司 | 商业运作 |
美国 | 移动电源 | 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。 | FreeWire公司 | |
美国/日本 | 家庭储能 | 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 | |
中国 | 商业储能 | 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。 | 中国电科院、国网北京市电力公司与北京交通大学 | 示范工程 |
德国 | 电网储能 | 2010年TUV南德意志集团受到Germany Federal Institute for Building的委托,参与电动汽车电池阶梯利用的研究项目,并在德国柏林建立储能应用示范工程。该项目得到德国能源与气候研究机构的资金支持。 | TUV南德 | |
德国 | 电网储能 | 博世集团利用宝马的ActiveE 和i3纯电动汽车退役的电池建造2MW/2MWh的大型光伏电站储能系统。该储能系统由瓦滕福公司负责运行和维护。该项目将建在德国柏林,预期将于2015年年末投入使用。 | 博世集团 BMW 瓦腾福公司 | |
中国 | 低速电动车/电网储能 | 利用退役的动力电池,在电动场地车、电动叉车和电力变电站直流系统上进行改装示范,经实测回收电池性能上相比传统铅酸电池有一定优势,且经济性较好。 | 国网北京市电力公司、北京工业大学和北京普莱德新能源电池科技有限公司 | |
中国 | 电网储能 | 河南省于2014年8月建成退役动力电池储能示范工程,该工程位于郑州市尖山真型输电线路试验基地,是国内首个真正意义上的基于退役动力电池的混合微电网系统。 | 国网河南电力公司、南瑞集团等 | |
美国 | 综合 | 2002年,美国国家能源部首次立项委托Sandia国家实验室开展车用淘汰电池的二次利用研究,该项目主要针对电池梯次利用的领域、过程及步骤、经济性、示范规模进行初步研究 | 美国Sandia国家实验室 | 项目研究 |
美国 | 分布式发电 微网 | 2010年,美国可再生能源国家实验室(National Renewable Energy Laboratory)开始进行插电式混合动力汽车及纯电动汽车用锂离子电池二次利用的研究,提出淘汰电池可以用在风力发电、光伏电池、边远地区独立电源等。 | 美国可再生能源国家实验室 | |
美国/瑞典 | 智能电网 | 美国通用公司与瑞典ABB 集团联合开展了车载锂电池(针对2010 年底量产的插电式混合动力车Volt)再利用的调查与研究,包括智能电网方面,如用来存储太阳电池系统和风力发电系统等所产生的电力。 | 美国通用、瑞典ABB | |
美国 | 经济效益 | 1 加州大学戴维斯分校的混合电动汽车研究中心在2010年对动力锂电池的二次利用和价值分析等方面进行了研究。 | 加州大学、西北太平洋国家实验室 | |
美国 | 技术/商业可行性 | Duke能源和Tokyo-based ITOCHU公司签署一项合作进行的评价和测试的二次利用的电动汽车电池的协议。将这些旧电池利用于补充的家庭能源供应、存储可再生能源。确定这些二次利用的电池在技术上的可行性和商业可行性。 | Duke能源 ITOCHU公司 |
从我们收集的梯次利用案例来看,在理论研究和示范工程方面较多,在商业化推广方面,还处在初期的探索阶段。
针对梯次利用的商业利益分析和技术可行性分析,已经持续进行了十年以上,相关的研究文章和分析报告也为数不少,已经为产业化的发展积累了一定的理论基础。

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