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2.对回收电池进行评估
回收以后需要对电池进行评估:
对达到使用寿命需要退役的电池,通过丰田电池回收中心来进行退役电池的統一收集,建立了完善的电池收集网络。对收集到的退役电池,通过对电池特性的诊断,分为三类进行处理:
1) 进入维修体系:对电池进行充放电试验和相关信息的读取,如电池整体状况良好,只是个别单体到达使用寿命,则对这些单体更换后重新组装电池包,可以作为置换电池重新应用于普锐斯汽车上。
2)梯次利用:通过检测,如果回收电池还剩余规定容量,则可以进行梯次利用,应用于分布式储能电池系统,用来平抑、稳定风能、太阳能等间歇式可再生能量发电的输出功率;或者应用于微电网,实施削峰填谷,减轻用电负荷供需矛盾。
3)拆解:对于完全丧失再利用价值的电池,则对电池进行拆解和化学处理,完全回收镍、钴等金属,用于生产新的电池,实现循环利用。
图6 检测到底做了哪些实验,还是采用历史数据来分析,需要评估费用
3.电池的拆解处理
2011年,丰田在日本与住友金属合作,实现镍的多次利用,能够回收电池组中50%的镍。丰田化学工程和住友金属矿山为此配置了每年可回收相当于1万辆混合动力车电池用量的专用生产线。
2012年,本田与日本重化学工业公司合作配置了类似的生产线,这条生产线可以回收超过80%的稀土金属,用于制造新镍氢电池。
在欧洲,丰田同时保持着与SNAM公司(法国)、优美科(Umicore)集团(比利时)的合作关系,由后两者分别对镍氢电池和锂电池进行回收。这个涉及到一定的量能和使用率,在电池系统到模组再到电芯的拆解过程中,很多的工作需要去完善。
图7 拆解同一规格和不同规格电池的处理方式有差异
下面是细节的处理方法,后续研报再来详细介绍。
图8 丰田的电池再处理循环体系
4、梯次利用
镍氢电池回收后的梯次利用丰田也做了一些尝试。
2015年,丰田将凯美瑞混合动力车的废旧电池用于黄石国家公园设施储能供电,重新设计了储能电池管理系统,208个凯美瑞电池可存储85KWh电能,将电池的使用寿命延长了两倍。
反观国内新能源汽车动力电池的回收利用,一方面,国内车企和车型太多了,简单的把回收的责任全部交给一家家车企来完成,恐怕不太现实,相关的信息跟踪会产生非常多的数据,对这些数据的有效把控颇有挑战性;另一方面,大的锂电池系统,接近寿命结束周期后有很多的状态,如果没有数据支持,出现漏液和锂晶枝内部生成,与镍氢电池的容量和危险性不同,不容易就地储存,如果把责任分担给各自的网络、各自处理,一是没效率,二是会产生新的混乱
图10信息跟踪在电池回收中能起到多大的作用?值得思考
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