退役电池梯次利用安全性分析.docx

摘要为解决环境污染和资源紧缺问题，国家大力支持发展新能源汽车产业，随着 电动汽车数量的增加，车用退役电池如何回收利用成为产业发展的关键问题 从国内外政策分析、梯次利用环节的安全问题剖析等方面考虑退役电池梯次 利用的安全性梯次利用环节包括退役电池收集拆解、 筛选、重组、应用等，着重从筛选重组环节入手，结合退役电池健康状态和剩余容量的状态评估， 进行一致性分选的安全分析；同时根据现有的重组技术改善电池一致性差的 问题，并对重组系统的安全性进行评估依据上述分析，给出退役电池进行 梯次利用各环节所存在的安全隐患，提出相应的管理政策，保障电池梯次利 用的安全，为未来发展退役电池的梯次利用系统提供了参考关键词：电池梯次利用；电池状态评估；安全性；一致性分选；均衡结 构；柔性成组技术AbstractIn order to solve the problems of environmental pollution and resource shortage, our government strongly supports the development of the new energy vehicle industry. With the increase of the number of electric vehicles, how to recycle the retired batteries for automobile has become a key issue for the development of the industry. The safety of cascaded utilization of retired batteries was considered from the aspects of domestic and foreign policy analysis and safety analysis of the cascaded utilization process. Cascaded utilization includes decommissioned batteries collection and disassembly, screening, recombination, application, etc., focusing on screening and recombination, combined with the health status of decommissioned batteries and the state evaluation of the remaining capacity, consistency sorting safety analysis. At the same time, the problem of poor battery consistency was improved according to theexisting recombination technology, and the safety of the recombination system was evaluated. On the basis of the above analysis, the hidden safety risks in each link of the phased utilization of retired batteries are presented, and the corresponding management policies are proposed to guarantee the safety of the cascaded utilization of batteries, which provides a reference for the future development of the cascaded utilization system of retired batteries.Keywords : cascaded utilization of battery ; battery status assessment ; security ; consistent sorting ; equilibrium structure ; flexible group technology0引言随着环境污染和资源紧缺问题的日益突出［1］，政府推出了多项新能源汽车 鼓励政策，大力呼吁使用新能源汽车。

在推行环保理念的大环境以及国家政策 帮扶的有利形势下［2］，近年来，我国新能源汽车产业呈爆发式增长，据公安部 统计数据显示，截至2018年6月底，在新能源产业销量统计中，纯电动汽车 占比超过75%［门电动汽车销量激增，使其成为汽车市场不可忽视的一份子 国家“十三五”规划提出，2020年实现当年新能源汽车产销200万辆以上，累 计产销超过500万辆［3］但随之而来的是动力电池性能随充放电点次数增加而 下降问题，当动力电池容量下降至80%时便无法供应电动汽车正常工作，需要 及时退役随着电动汽车销量的增加，从汽车上退役下来的动力电池保有量会 持续升高，预计到2029年，全球新能源汽车每年将约有108 GW- h（300万个 电池包）动力电池退役，因此处理从电动汽车上淘汰下来的退役电池，是新能源汽车产业发展必须解决的关键问题[3]从电动汽车上退役下来的动力电池仍含有 80%的电池容量，若直接对其进 行拆解回收会大大消耗电池的应用寿命，减少相应的能源利用率如若通过回 收筛选重组可将其合理运用到相对温和的应用场景下 [4]，退役电池可以继续工作，电池的性能得到充分的发挥，同时进一步提高能源的利用率，防止废弃电 池污染环境，因此，退役电池的梯次利用应运而生。

然而，动力电池使用之后内部的结构会存在不同的变化，近年来退役电池 所引发的安全事故接连发生，引起业界的强烈关注国家发布多项规定严格要 求电池梯次利用环节的规范安全，坚持退役电池的梯次利用必须把保证其安全 性回在经过车载长期使用后，退役动力电池可能会存在内部枝晶生长、内部 结构变化、阻抗增加等问题，其所存在的安全隐患增加；此外，各退役电池在 电动汽车阶段的使用环境、工作情况不同，所以各退役电池的安全问题不同， 退役动力电池的梯次利用安全性评估也就变得更加困难 町因此，本文从国家政策、退役电池分选以及退役电池的梯次利用环节存在的安全问题进行分析， 提出退役电池的检测管理措施，明确未来电池的安全性研究方向，保证梯次利 用项目的安全性，推动梯次利用环节的深入发展1国内外梯次利用及安全性政策1.1国外梯次利用相关法规美国、德国和日本等很早便关注到动力电池的梯次利用模块，目前也已经 颁布了较为完整全面的法律法规，废旧动力电池的梯次利用和回收系统也已较 为成熟，为其新能源汽车产业的发展提供了关键的支撑条件美国采用消费者押金制度，督促消费者配合进行废旧电池的回收工作同 时国家立法规定电池生产者需要承担一定的电池回收费用， 而动力电池回收企 业会以相对优惠的价格将提纯的原料出售给生产方， 形成良性合作的循环结构， 促进废旧动力电池回收体系的运转［7］。

德国通过制定法规建立了一套完整的废旧电池回收体系， 明确规定了电池回收的责任依据法规制度规定，动力电池的生产者以及进口商需要在政府完 成登记，而销售商的责任既是配合电池生产企业组织建立回收机制，又要帮助 购买者明确免费回收电池的地方以及方法，同时用户被赋予的责任是将废旧电 池上交给指定回收机构由于法规表明了回收电池工作的主要责任交由电池的 生产者承担，因此各生产厂家积极参与到废旧动力电池的回收工作中例如， 德国大众、宝马等汽车公司在生产电池的同时也已经开始考虑废旧电池梯次利用以及回收的相关工作研究[8]1.2国内梯次利用及安全性相关政策关于新能源汽车退役电池的梯次利用，早在 2010年国家便发布了《节能 与新能源产业规划》征求意见稿，计划推进我国新能源汽车产业的技术发展， 制定了发展目标及主要任务，鼓励新能源汽车行业全速发展顺应政府策略的 部署，全国上下新能源汽车的产量快速增长，其中最受欢迎的便是电动汽车， 电动汽车产业稳步前进，持续向好但同时，随之持续增长的车用退役电池成 为产业发展的一大难题，为此，2012年，国务院印发了《节能与新能源汽车产 业发展规划(2012 —2020年)》的通知，进一步明确了大力发展新能源汽车的战 略部署，积极开展新能源汽车试点示范，同时提出要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。

针对车用退役电池的安全问题，2016年，政府为规范行业发展，推进资源 综合利用，发布了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》，要 求废旧电池综合利用企业在回收处理的各个流程中严格遵守国家的规定， 构建质量监管制度，保障回收利用的安全2018年，各部门联合印发了《新能源汽 车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》（下文简称办法）办法规定了废旧电池 的回收要求，明确了回收相关方责任，在安全可控的前提下鼓励先梯次利用后 再生利用，推进废旧动力电池的综合利用另一方面，办法再次强调了梯次产 品的质量和安全问题，要求建立完善的溯源信息系统 2020年发布的《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法（征求意见稿）》，致力于保障梯次利用产 品的质量，对梯次利用环节进行详细规定，确保梯次利用的安全性此外，国 家对于梯次回收利用相关的标准不断修订补充，包括电池余能检测和拆解规范 等，如表1所示表1我国回收及梯次利用相关标准Table 1 China's recycling and ladder utilization standards标准号（项目号）标准名称发布单位GB/T 31485—电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验国家质量监督检验检疫总2015方法局、国家标准化管理委员会GB/T 31486—电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试国家质量监督检验检疫总2015验方法局、国家标准化管理委员会GB/T 34015—车用动力电池回收利用 余能检测国家质量监督检验检疫总2017局、国家标准化管理委员会标准号（项目号）标准名称发布单位GB/T 33598—车用动力电池回收利用 拆解规范国家质量监督检验检疫总2017局、国家标准化管理委员会GB/T 34015.2—车用动力电池回收利用梯次利用第国家市场监督管理总局、国20202部分：拆卸要求家标准化管理委员会GB/T34015.4—车用动力电池回收利用 梯次利用 第国家市场监督管理总局、国XXXX4部分：梯次利用产品标识（征求意见稿）家标准化管理委员会DB34_T 3077—车用锂离子动力电池回收利用放电技术安徽省质量技术监督局2018规范DB34/T 3437—车用动力电池回收利用低速动力车梯安徽省市场监督管理局2019次利用要求新窗口打开|下,CSV上述政策分析表明国内外愈发重视梯次利用及其安全性工作的开展，退役 电池梯次利用的流程如下 图！所示，关于电池的拆解环节行业规范，国家给出 了相对明确的规定，因此本文将主要从退役电池分选环节以及重组环节的安全 性进行分析，指出目前梯次利用工程存在的安全隐患以及应当采取的检测管控 措施。

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