在政策引導(dǎo)和市場驅(qū)動(dòng)下,新能源汽車市場份額不斷增長,伴隨第一批
電動(dòng)車退役,越來越多的動(dòng)力
電池下崗。在此背景下,動(dòng)力
電池回收形成產(chǎn)業(yè),不斷擴(kuò)大規(guī)模,不僅避免二次污染,還能創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
回收的電池都去哪了呢?一般來說,動(dòng)力電池容量不足標(biāo)稱容量的80%則需要退役,如果退役動(dòng)力電池直接報(bào)廢拆解則有些浪費(fèi)。因?yàn)橥艘垭姵仉m然不能滿足新能源汽車的使用要求,但是在其他領(lǐng)域仍有利用價(jià)值,可用于基站電源、備電、儲(chǔ)能等,也就是退役動(dòng)力電池的梯次利用。8月27日,工信部等5部門聯(lián)合發(fā)布了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池梯次利用管理辦法》以規(guī)范廢舊動(dòng)力電池的梯次利用。
圖1:電池梯次利用
動(dòng)力電池的梯次利用,是指對(duì)廢舊動(dòng)力蓄電池進(jìn)行必要的檢驗(yàn)檢測、分類、拆分、電池修復(fù)或重組為梯次產(chǎn)品,使其可應(yīng)用至其他領(lǐng)域的過程。為了保證梯次電池產(chǎn)品的性能與安全,首先要對(duì)回收的退役電池進(jìn)行性能評(píng)估,,其重點(diǎn)是余能檢測。
關(guān)于余能檢測
什么是余能檢測?
電動(dòng)汽車退役動(dòng)力電池的電池余能指的是動(dòng)力蓄電池從電車移除后剩余的實(shí)際容量,是評(píng)估退役動(dòng)力蓄電池再利用價(jià)值的技術(shù)指標(biāo)之一。余能檢測就是按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求,遵循規(guī)范流程,檢查和測量電池余能的過程。目前,相關(guān)部門已經(jīng)發(fā)布了《車用動(dòng)力電池回收利用 余能檢測》國家標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范了退役動(dòng)力電池的檢測流程與方法。
余能檢測流程
根據(jù)《車用動(dòng)力電池回收利用 余能檢測》國家標(biāo)準(zhǔn)檢測流程包括外觀檢查(檢查電池外觀)、信息采集(采集銘牌上的信息)、電壓判別(測量電池電壓,判別極性)、測定首次充放電電流(I
c)和五小時(shí)率放電電流(I
5)、測量電池剩余容量等步驟。流程如下圖所示:
圖2:余能檢測流程
余能檢測安全準(zhǔn)備
退役動(dòng)力電池除了性能衰減,由于長時(shí)間的路面顛簸、水分侵蝕、空氣氧化,可能會(huì)出現(xiàn)物理結(jié)構(gòu)的松動(dòng)和電解液漏液等情況,存在諸多安全隱患。
因此標(biāo)準(zhǔn)要求檢測過程應(yīng)配備具有蓄電池檢測知識(shí)的專業(yè)人員全程值守監(jiān)控;檢測場所應(yīng)配備消防設(shè)備;同時(shí)檢測過程應(yīng)采取必要的絕緣措施,如絕緣手套、絕緣鞋(靴)、絕緣工具等。
外觀檢測
在檢測電池剩余容量之前,首先要進(jìn)行外觀檢測。有些電池外觀完好,需要記錄廠家的信息標(biāo)簽,如電池種類、材料、廠家信息以及標(biāo)稱電壓、容量等信息;一些電池外表破損嚴(yán)重,一旦蓄電池的單體或模塊外觀出現(xiàn)變形、裂紋、漏液等,不應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢測。對(duì)于有主動(dòng)保護(hù)線路的電池,應(yīng)移除之后進(jìn)行檢測。
類型判別
外觀完整的電池,可以根據(jù)標(biāo)識(shí)確定其類別,根據(jù)電池的類型,確定檢測方式。對(duì)于部分不確定其種類,但仍可檢測其電壓的動(dòng)力蓄電池,可以用電壓表測量檢測其電壓,確定其蓄電池種類,并判斷極性。對(duì)于通過測量電壓仍不能確定其種類的動(dòng)力蓄電池,則需要進(jìn)行充放電試驗(yàn)進(jìn)行判別。
測定首次充放電電流
Ic
余能檢測之前需測定首次充放電電流。
對(duì)于有標(biāo)簽且可直接從標(biāo)簽上獲得標(biāo)稱電壓、標(biāo)稱容量或標(biāo)稱能量等信息的電池單體或模塊,按照下表中的公式計(jì)算首次充放電電流I
c,計(jì)算中注意各參數(shù)的單位。對(duì)于標(biāo)簽損毀嚴(yán)重?zé)o法識(shí)別的蓄電池,可以按照表中公式,根據(jù)電池單體質(zhì)量計(jì)算首次充電電流I
c;利用電池單體的I
c和并聯(lián)電池?cái)?shù)量計(jì)算電池模塊的首次充放電電流。
蓄電池類型 |
單體電池 |
電池模塊 |
有標(biāo)簽 |
無標(biāo)簽 |
有標(biāo)簽 |
無標(biāo)簽 |
軟包鋰離子動(dòng)力蓄電池 |
Ic= Cn/5或
Ic= Wn/5U |
Ic=0.0066*m+0.8321 |
Im= Cn/5或
Im= Wn/5U |
Im=n1*Ic |
鋼殼、鋁殼或塑料殼
鋰離子動(dòng)力蓄電池 |
Ic= Cn/5或
Ic= Wn/5U |
Ic=0.0070*m-0.6656 |
Im= Cn/5或
Im= Wn/5U |
Im=n1*Ic |
金屬氫化物鎳
動(dòng)力蓄電池 |
Ic= Cn/5或
Ic= Wn/5U |
Ic=0.0108*m-0.0757 |
Im= Cn/5或
Im= Wn/5U |
Im=n1*Ic |
符號(hào)說明:
Cn——標(biāo)稱容量,單位是安時(shí)(A*h)
Wn——標(biāo)稱能量,單位是瓦時(shí)(W*h)
U——標(biāo)稱電壓,單位是伏特(V)
Ic——蓄電池單體首次充電電流,單位安培(A) |
Im——蓄電池模塊首次充電電流,單位安培(A)
n1——模塊中并聯(lián)單體蓄電池?cái)?shù)量,單位是個(gè)
n2——模塊中串聯(lián)單體蓄電池?cái)?shù)量,單位是個(gè)
m——蓄電池單體質(zhì)量,單位是克(g) |
|
確定五小時(shí)率放電電流
I5
用電性能測試儀以首次充放電電流恒流方式進(jìn)行充放電試驗(yàn),按式以下計(jì)算I
5:
I5=Cf/5,
其中:I
5——5h率放電電流(A);
C
f——以首次充放電電流恒流放電測得蓄電池容量(A•h)。
余能檢測方法
電池單體和電池模塊分別按照不同流程進(jìn)行余能檢測,首先對(duì)電池按標(biāo)準(zhǔn)方式充電,然后按標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行放電測試,計(jì)算余能。
圖3:電池余能檢測項(xiàng)目
電池類型 |
充電 |
放電 |
鋰離子電池單體 |
以I5恒流充電至充電終止電壓后轉(zhuǎn)恒壓充電,至充電電流降至0.05I5時(shí)停止充電,靜置1小時(shí) |
讓電池單體在25℃±2℃溫度下,以I5 恒流放電直到放電終止電壓,計(jì)算放電容量,重復(fù)以上操作5次,取最后三次的平均值,得到的電池放電容量即為單體電池的余能。 |
金屬氫化物鎳蓄電池 |
按照I5恒流充電5小時(shí),然后以0.2I5充電1小時(shí),靜置1小時(shí)備用 |
鋰離子電池模塊 |
以I5恒流充電至充電終止電壓后轉(zhuǎn)恒壓充電,至充電電流降至0.05I5時(shí)停止充電,若在充電過程中有單體電池電壓超過充電終止電壓0.1V時(shí)停止充電,靜置1小時(shí) |
分別在常溫(25±2℃)、低溫(-20±2℃)和高溫(55±2℃)下,蓄電池模塊以I5恒流放電,至放電終止電壓,測量放電容量,即可得到在常溫、低溫和高溫狀態(tài)下的電池余能。 |
金屬氫化物鎳蓄電池模塊 |
按照I5恒流充電5小時(shí),然后以0.2I5充電1小時(shí),靜置1小時(shí)備用 |
以上就是國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范的電池余量檢測流程。
小結(jié)
隨著退役動(dòng)力電池?cái)?shù)量增長,電池回收和梯次利用行業(yè)規(guī)模逐步增大。余能檢測標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施,為電池回收從業(yè)人員提供了規(guī)范的評(píng)估方法,便于有效檢測電池健康狀態(tài),準(zhǔn)確對(duì)退役動(dòng)力電池篩選分類,以保證梯次利用產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。從而,促進(jìn)了梯次利用產(chǎn)品的市場化推廣。與《新能源汽車動(dòng)力蓄電池梯次利用管理辦法》等法律法規(guī)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成動(dòng)力電池梯次利用的管理政策體系,推動(dòng)動(dòng)力電池梯次利用行業(yè)的有序發(fā)展。
圖4:電池生命周期
(責(zé)任編輯:子蕊)