第十四章：翻新、再利用和第二人生

综上所述，使用“第二人生”电池和使用回收材料来降低成本可能会有一些非常有前途的机会。请记住，大多数电池组制造应用程序将其寿命终止设计为达到原始容量的80%或原始功率的80%。

那么让我们来看看这意味着什么。例如，如果使用日产Leaf电池组，其原始总容量为24千瓦时，当总能量达到19.2千瓦时时，将达到寿命终点。这意味着它仍然有大约15千瓦时的可用能量，再次假设80%的放电深度。如果在该电池中使用的模块被拆除并进行翻新（我们将在稍后讨论），它们可以重新安装到另一个单元中，并且可以在未来几年继续为低c率应用提供有用的能量。

我们今天面临的挑战是，由于没有电池标准，每个电池制造商都有不同的电池类型，所有这些不同的电池类型都需要不同的模块类型，并且仍然有各种各样的电池化学成分在使用。所有这些都意味着，将电池模块混合匹配到二次使用的应用中是非常困难的。许多电池组制造商还将电池焊接到模块中，这意味着几乎不可能更换焊接模块中的电池，因此整个模块必须要么使用，要么回收。

电池的第二个生命过程和价值链始于电池达到其原始功率或容量的80%。如下图1所示，此时电池就可以取下了从车辆由认证的服务中心和运输到回收和再利用公司。在那里，电池会被评估并进行初步测试，以确定它们的容量、电压和操作性能水平。此时，电池可以通过拆卸开始回收过程。然后将各种组件分成不同的回收价值流（塑料、金属等）。此时，用已经用螺栓机械安装的电池构建的模块可以拆卸，电池可以开始进行特性测试；通过焊接电池组装而成的模块也将进行特性测试。然后，任何不符合最低性能标准的电池或模块都会被送去回收，而那些符合标准的电池或模块则会被分组在不同的容量范围内，并准备重新安装，并在新的应用中开始它们的第二次生命。

在重新利用和再利用锂离子电池单元或模块时，最重要的事情之一可能是需要对其进行表征。如前所述，在构建电池组时，整体功率和容量将受到电池组中容量最低的电池的限制。同样，当用以前使用过的电池或模块重新组装电池组时，最终的电池组将受到最低容量电池的限制，因此电池或模块必须在容量和电压上紧密匹配。另一方面是根据一些老化标准来匹配电池或模块。就像容量较低的电池会降低电池组的最终容量一样，“较老”或更老化的电池或模块将限制新建电池组的使用寿命。因此，在评估二次寿命应用程序的电池和模块时，确保它们不仅根据容量匹配，而且根据其健康状态（SOH）匹配，或者换句话说，它们离寿命结束有多近，这一点至关重要。

这也适用于电池组的维修；您不希望将已经达到原始SOH的70%的电池或模块安装到接近其SOH开始的电池组中。例如，如果您将SOH为70%的模块安装到SOH接近90%的电池组中，那么老化的电池模块可能首先失效，从而损坏其余模块或至少降低其SOH。因此，当构建或重建模块时，您希望非常紧密地匹配当前容量以及电池和模块的SOH。也许现在二次寿命电池面临的两个最大挑战是翻新电池的供应和翻新电池的成本。由于电动汽车仍然只占目前上路车辆的一小部分，而且只占年销量的很小比例，因此道路上的车辆根本不足以产生充足的可翻新电池供应。而且由于这些电池的实际寿命仍然是一个谜，因为第一批销售到市场上的这些汽车还没有达到其预计寿命的终点，我们真的无法知道，直到它们到达那里，有多少将开始进入回收市场。当我坐在这里写这篇文章的时候，已经是2014年了，距离雪佛兰Volt和日产Leaf的推出仅仅过去了四年也就是说，第一批车可能还需要4到6年的时间才能达到保修期。当然，这是假设电池在保修期结束的同时开始失效。如果我们将这个引入期与目前美国道路上汽车的平均车龄（目前约为11年）进行比较，那么直到2020年或2021年，这些电池中的许多电池才可能开始进入第二生命价值链。此外，可用电池的数量将受到销售车辆数量的限制，这意味着我们谈论的是大约在2018年左右开始进入第二生命价值流的2万到3万个电池组的初始数量，并可能在2020年左右达到峰值。当然，随着新车型的不断推出，这些数量将继续稳步上升。但就目前而言，汽车电池的二次使用将继续受到一定的限制。

我提到的第二个问题是翻新这些废旧电池的成本。翻新电池的最终成本需要考虑运输、测试、再制造和重新安装到新应用程序中，以及运营费用、保修，当然还有利润率。如今市场上的电池很少，间接成本相对较高，必须在小得多的产品批量上摊销，这意味着初始价格将很高。它们的成本将低于新产品，但在市场上的电池数量增加之前，它们仍有可能面临成本挑战。

图1电池二次使用生命周期。