動力電池梯次利用現狀探討

周媛 王鑫 李錚 彭蕾 王延波 李合欣

摘 要：隨著新能源產業的發展，動力電池迎來大規模退役，為推進我國雙碳目標的實現，研究動力電池梯次利用具有重大現實意義。本文梳理了動力電池梯次利用行業現狀，并對相關認證與標準現狀、法律法規進行了介紹，指出現有梯次利用存在的技術難題和梯次利用的意義，為關注此方面信息的企業、行業技術人員和政府監管提供一定的參考，同時對提高行業的整體認識具有重要的現實意義和指導價值。

關鍵詞：新能源，動力電池，梯次利用，行業現狀，法律法規

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.10.019

基金項目：本文受2021年度“山東標準”建設項目“動力電池梯次利用安全指標體系”（項目編號：2021-T-011）、2022年山東省標準化戰略性重點項目“新能源汽車電池及充電設施關鍵技術標準戰略性重點項目”（項目編號：2022-ZL-06）資助。

Discussion on Current Situation of Power Battery Cascade Utilization

ZHOU Yuan WANG Xin LI Zheng PENG Lei WANG Yanbo LI Hexin

（Shandong Institute for Product Quality Inspection）

Abstract： With the development of the new energy industry， the power battery is facing large-scale retirement. In order to promote the realization of Chinas carbon peak and neutrality goals， it is of great practical signifi cance to study the cascade utilization of power battery. This paper sorts out the current situation of the power battery cascade utilization industry， introduces the relevant certification and standards， laws and regulations， points out the existing technical problems in the cascade utilization and the significance of the cascade utilization， and provides some reference for enterprises， industry technicians and government supervision personnel who pay attention to this information， and has important practical signifi cance and guiding value for improving the overall understanding of the industry.

Keywords： new energy， power battery， cascade utilization， industry status， laws and regulations

0 引 言

我國新能源汽車產銷量已經連續8年保持全球第一，隨著新能源汽車的爆發式增長，動力電池“退役潮”也接踵而至。據估算，2014-2024年10年間，我國動力鋰電池累計報廢量約100萬噸，而1個0.02 kg的鋰離子電池可使1平方公里土地污染50年左右。因此，我國退役動力鋰電池的環保處置刻不容緩，退役后的安全、高效處置將迎來空前的市場機遇，同時也面臨巨大的風險挑戰，迫切需要加快發展梯次利用產業。

針對目前梯次利用問題，相關部門已開始了布局，規范梯次利用市場，國內不少學者也開展了相關的研究工作[1-9]。本文梳理了動力電池梯次利用行業現狀，并對相關認證與標準現狀、法律法規進行了介紹，指出現有梯次利用存在的技術難題和梯次利用的意義，為相關企業、行業技術人員和政府監管提供一定的參考，具有重要的現實意義和指導價值。

1 行業現狀

1.1 技術狀況

動力電池是新能源電動汽車的“心臟”，占整車成本的30%～40%，直接影響著電動汽車的續航和安全性，提高其性能至關重要。如果想要提高新能源汽車的競爭力，最關鍵的就是要讓其動力電池趨向于理想化，延長動力電池的循環壽命，降低動力電池的使用成本，提高動力電池的性能，跟進時代發展需要，使其更符合綠色環保的要求。

當前，國內鋰離子電池的發展水平與國外還有一定的差距，國內鋰離子電池的性能和使用壽命等指標遠比不上國外，電池的原材料和電量控制等關鍵技術還比較少。隨著新能源汽車的高速發展，鋰離子電池作為生產的重點，其性能的穩定性越來越重要，開展鋰離子電池關鍵技術研究也勢在必行。

1.2 市場狀況

近年來，我國新能源汽車市場使用規模持續增加，按照2025年新能源汽車產量590萬輛測算，動力電池需求量將達到330.6GWh，約為2018年裝機量的6倍。

經測算，我國動力電池回收實際市場規模2022年約為146億元，至2030年，理論可達1406億元。從近幾年的走勢來看，動力電池行業的增速保持在10%以上，行業發展較快，成長能力較強。

1.3 梯次利用情況

目前對退役動力電池的處理方法有兩種，第一種是梯次利用，動力電池還沒有報廢但電能儲存量下降了，不能繼續用在電動汽車中，可將其梯次利用在其他領域，以提高資源利用率；第二種是拆解回收，進行拆解將報廢動力電池中有價值的部分回收處理。

梯次利用是指將退役電池進行回收、篩選、再利用于其他領域。典型用于儲能領域，如風光儲能、削峰填谷、電力系統中，這樣可以降低環境污染，提高資源利用，創造經濟價值的同時也減少了垃圾排放，是現代社會應該大力推行的一種循環性、低碳型生產生活方式。

拆解回收是將退役動力電池進行資源化處理，回收到的廢舊動力電池經過拆解提煉稀有金屬的方式進行再次利用。其主要針對動力電池容量損耗嚴重，無法繼續使用，只有通過拆解的方式回收有利用價值的資源，比如鈷、鎳等稀有金屬。將廢舊動力電池中的鎳、鈷、鋰等有價金屬提取出來進行循環再利用，能夠在一定程度規避上游原材料稀缺和價格波動風險，降低動力電池生產成本。

但實際獲取的退役動力電池存在產品不規范、車載使用階段的情況無法追溯、梯次利用再銷售階段產品信息不完整及測試數據少、甚至連電池投運及退役時間和容量等基本信息都沒有的情況與問題，這就急需進一步落實生產者責任延伸制度，促進數字化聯動，完善回收與梯次利用的法規及標準，提高市場準入門檻。

2 認證與標準現狀

據統計，現存的國際標準組織和區域性標準組織大約有三百多個。制定標準數量最多、權威性最高、影響力最大的國際標準組織主要有國際電工委員會（IEC）、國際標準化組織（ISO）和國際電信聯盟（ITU）等。

目前，動力電池檢測在國際上一般使用IEC標準和ISO標準，其中IEC標準主要工作在于動力電池單體和模塊的標準化體系建立，而ISO 標準主要工作在于動力電池包和系統的標準化體系建立。

IECEE是IEC電工產品合格測試與認證體系，而IECEE-CB是IECEE電工產品測試證書互認體系，是目前全球認可度最高的認證制度，中國于2013年將鋰離子電池納入CB互認體系。

無論是國際動力電池標準，還是各國的動力電池標準，標準類型主要集中在產品標準和方法標準兩項。與我國動力電池標準體系不同的是，國外動力電池標準主要強調產品的安全及與之對應的測試方法，未涉及動力電池材料和回收的標準，而我國動力電池材料標準和回收標準在動力電池標準體系中占據重要的地位。

隨著動力電池產業高速增長，其發展趨勢給動力電池市場帶來了退役電池的梯次利用問題。然而，目前我國在梯次利用方面的標準還不健全，制定全面的退役電池梯次利用標準是促進新能源汽車健康發展的當務之急，對退役電池梯次利用的研究也就具有重要的現實意義。

3 相關法規與技術難題

3.1 法律法規

目前，發達國家主要以法律作為防治電池污染和實現循環利用的重要保障，通過建立和完善相關的法律體制，用來約束生產者行為，充分實施“延伸生產者責任”制度，利用法律的強制性對電池生命周期相關的各個主體環節進行制約，要求其必須按照法律規定履行義務并承擔責任，并對違反法律法規的主體依法進行懲罰，讓他們意識到違背法律威嚴的代價。在中國，各級地方政府根據實際發展需求也在不斷的推出優惠措施給予企業回收電池相應獎勵。

歐盟出臺了《電池與廢電池法規》，要求對電動汽車電池分階段實施碳足跡披露、性能等分級和最大限值，并規定了最低回收目標，電池制造商需自費組織廢舊電池分類收集、運輸、回收事宜，未滿足相關要求的或將被禁止進入歐盟市場。這一法規計劃于2023年10月實施的“碳關稅”政策，對于快速發展的中國新能源汽車產業而言，這將是產業鏈中亟待補上的短板。

3.2 技術難題

由于退役動力電池存在20%至80%能夠用作其他領域的可用容量，所以相較于直接拆解經濟效益更大。然而，目前退役動力電池梯次利用存在流程較長、關鍵技術待突破、技術規范不足、行業標準缺失、安全性及穩定性難以保障等問題，導致經濟價值尚未體現。但直接拆解回收已具備經濟性，2027年，動力電池回收行業市場規模有望超千億元。

退役電池回收利用的首要難題就是拆解難度高，各個電池廠家都會根據用戶的具體要求，設計出類型、工藝各不同的鋰電池。它們之間設計工藝的復雜性、組成的形式具有多樣性，很難有統一的標準。

4 梯次利用意義

退役電池梯次利用是在不增加資源的情況下延伸其使用價值，可以實現資源利用的最大化，符合綠色、循環和可持續的發展理念，是大勢所趨，符合國家的戰略需求。

退役電池能量在20%～80%以內可應用在通訊基站備用電源、儲能、低速電動車、照明等領域，在20%以下可進一步分解進行材料回收，從而提升電池全生命周期價值。在生態上，退役電池梯次利用有利于環境保護和資源節省，同時對推動電池產業快速縱深發展具有重要意義和顯著效益。

5 結 語

面對日益顯現的“碳貿易壁壘”，加快動力電池梯次利用、降低動力電池碳足跡勢在必行。然而，動力電池梯次利用領域則仍處于行業發展初期，相關政策尚未完善。因此，強化新能源汽車動力電池回收利用，完善制度建設和溯源管理，平衡好電池全生命周期性能與環境目標已迫在眉睫。

開展動力電池梯次利用研究工作，可明確梯次利用標準化現狀、需求和發展趨勢，進一步完善梯次利用建設布局，有利于全面激發市場活力，更好地聚焦服務國家新能源發展戰略。對退役動力電池進行梯次利用在生態環境、資源循環利用和經濟價值方面都具有深遠的現實意義。需要指出的是，梯次利用雖然已經引起廣泛關注和研究，但仍屬于“藍海”市場，潛藏著巨大商業機遇，具有極大的發展空間。

參考文獻

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作者簡介

周媛，高級工程師，主要從事檢測及標準化技術研究。

（責任編輯：袁文靜）