电动汽车电池设计的发展将会促进还是阻碍二次电池市场？

电动汽车电池的使用寿命通常为 7 至 10 年，具体取决于几个重要因素。即使是同一型号的电池，有些电池的退化速度也会比其他电池更快，这取决于工作温度、充电速率、平均充电状态和放电深度。例如，在工作标准以外的温度下工作时间过长的电池退化速度会更快。当电动汽车电池的健康状态 (SOH) 达到 70% 至 80%(或额定容量的 70% 至 80%)时，即被认为已达到使用寿命终点。此时，该电池可能不再适用于电动汽车。与其将这些电池丢弃并浪费其剩余价值，不如将这些退役电池用于要求比电动汽车更低的二次利用中。这可能包括固定式储能或低功率电动汽车应用。

电池再利用者的考虑因素

行业中的再利用者从汽车 OEM 那里获得锂离子电动汽车电池，通常具有商定的最低 SOH。这些再利用者可能仍会进行自己的 SOH 和电化学阻抗测试。那些 SOH 低且内阻高的电池可能不适合二次利用。可以通过从电池管理系统中提取和处理数据，或使用机器学习或基于物理的建模技术来估计这些参数。根据技术和要测试的电池数量，这可能是一个耗时的过程，从而增加再利用成本。

另一个必须考虑的问题是，是否要将电池拆解到电池单元级别，还是将电池集成到电池组级别。通过拆解到电池单元级别，性能最佳的电池单元可以用于新的布置，并使二次电池在性能方面与新的锂离子固定式蓄电池更具竞争力。然而，拆卸电池组并非一项简单的任务，而且由于汽车 OEM 之间的电池组设计存在差异，因此需要使用熟练的劳动力来安全地执行此操作。因此，体力劳动是影响再利用成本的关键因素。

由于拆卸深度增加带来的复杂性和成本，北美和欧洲的大多数再利用初创公司都在将退役的电动汽车电池集成到电池组级别，用于固定存储应用。在某些情况下，来自不同 OEM 的电池组可以并联在一起，以创建更大的千瓦时到兆瓦时的集装箱系统。这也为再利用者带来了一些电动汽车电池供应方灵活性的优势。然而，电池组的性能将受到性能最差的电池的限制，因此再利用者依赖 OEM 为他们提供具有预先指定的性能特征的电池组。此外，再利用者将更多地依赖电池分析工具(而不是电池操作员对新电池的依赖)来密切监控电池性能。此外，由于这些电池在电动汽车中的首次使用过程中会老化和退化，因此一些电池组很有可能在规定的固定存储项目使用寿命之前发生故障。再利用者必须确保他们能够用其他性能相似的二次电池替换这些电池，这会增加项目或服务的总成本。

中期电动汽车电池设计趋势

电动汽车电池组设计中出现的几种趋势可能会为以更低的成本重新利用性能更好的二次利用系统提供机会，从而帮助二次利用电池在固定储能应用中与新型锂离子电池更具竞争力。这些趋势中的第一个是 OEM 采用电池到电池组或电池到底盘的电动汽车电池设计。电池到电池组电池设计不分成几个模块，而是将电池堆叠在一起以减少不必要的材料和重量，从而提高电池组的能量密度。这也简化了制造过程，降低了成本。没有模块将减少再利用者拆卸到电池级别的时间，从而降低再利用成本。然而，电池到底盘的电动汽车电池组是车辆的结构部分，因此，清除它们可能是一项更加艰巨的任务。这对再利用者来说不利。

第二个趋势是电动汽车电池使用更大的电池尺寸。这只会减少电池组中的电池总数，因此会减少拆卸到电池级别的时间。第三个趋势是电动汽车的平均电池尺寸增加，从而增加行驶里程。更大的电池在每个工作周期内的放电深度会更低，从而减少电池随时间的衰减。因此，如果在给定的保修期(里程或使用年限)后退役，更多电池可以以更高的 SOH 退役，而不是在电池达到 70% 到 80% 的 SOH 时退役。这种趋势可能更适用于卡车或公共汽车中使用的大型电动汽车电池。这些车辆通常比乘用电动汽车具有更大的续航里程要求，因此如果电池 SOH 超过 90%，就可能被迫退役。虽然现在不一定会发生这种情况，但再利用者可能计划在不久的将来采购此类电池，以促进性能更好的二次系统再制造。

前景

目前，大多数再利用者都在将退役的电动汽车电池集成到电池组级别，用于二次利用固定式储能应用。这样可以避免复杂的拆卸程序和更高的再利用成本。然而，这样做的缺点是二次利用固定式储能系统的性能可能会更差，因为电池的性能会受到性能最差的电池的限制。电池级拆卸需要更长的时间，而 OEM 之间的电池组设计差异使这一过程变得更加复杂。然而，电池到电池组和更大的电池外形尺寸等趋势可能有助于将拆卸时间缩短到电池级。这将降低再利用者设计性能更好的二次利用固定式储能电池的成本。此外，这将使这些系统从成本和性能角度来看与新型锂离子固定储能电池更具竞争力。

电动汽车电池二次利用市场仍处于起步阶段，北美和欧洲的一些初创企业主要负责多个二次利用试点项目。事实上，预计 2030 年全球仅安装 11 GWh 的二次利用电池，而当年全球锂离子固定式储能需求估计约为 235 GWh。大多数讨论的趋势都可能从长远来看使二次利用市场受益，从而促进市场更快增长。然而，这些趋势不是由二次利用市场的需求驱动，而是由电动汽车电池性能改进的需求驱动。如果再利用者希望生产更便宜、性能更好的二次利用电池系统，就必须相应地适应这些趋势。