动力电池梯次利用现状探讨

周媛 王鑫 李铮 彭蕾 王延波 李合欣

摘 要：随着新能源产业的发展，动力电池迎来大规模退役，为推进我国双碳目标的实现，研究动力电池梯次利用具有重大现实意义。本文梳理了动力电池梯次利用行业现状，并对相关认证与标准现状、法律法规进行了介绍，指出现有梯次利用存在的技术难题和梯次利用的意义，为关注此方面信息的企业、行业技术人员和政府监管提供一定的参考，同时对提高行业的整体认识具有重要的现实意义和指导价值。

关键词：新能源，动力电池，梯次利用，行业现状，法律法规

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.10.019

基金项目：本文受2021年度“山东标准”建设项目“动力电池梯次利用安全指标体系”（项目编号：2021-T-011）、2022年山东省标准化战略性重点项目“新能源汽车电池及充电设施关键技术标准战略性重点项目”（项目编号：2022-ZL-06）资助。

Discussion on Current Situation of Power Battery Cascade Utilization

ZHOU Yuan WANG Xin LI Zheng PENG Lei WANG Yanbo LI Hexin

（Shandong Institute for Product Quality Inspection）

Abstract： With the development of the new energy industry， the power battery is facing large-scale retirement. In order to promote the realization of Chinas carbon peak and neutrality goals， it is of great practical signifi cance to study the cascade utilization of power battery. This paper sorts out the current situation of the power battery cascade utilization industry， introduces the relevant certification and standards， laws and regulations， points out the existing technical problems in the cascade utilization and the significance of the cascade utilization， and provides some reference for enterprises， industry technicians and government supervision personnel who pay attention to this information， and has important practical signifi cance and guiding value for improving the overall understanding of the industry.

Keywords： new energy， power battery， cascade utilization， industry status， laws and regulations

0 引 言

我国新能源汽车产销量已经连续8年保持全球第一，随着新能源汽车的爆发式增长，动力电池“退役潮”也接踵而至。据估算，2014-2024年10年间，我国动力锂电池累计报废量约100万吨，而1个0.02 kg的锂离子电池可使1平方公里土地污染50年左右。因此，我国退役动力锂电池的环保处置刻不容缓，退役后的安全、高效处置将迎来空前的市场机遇，同时也面临巨大的风险挑战，迫切需要加快发展梯次利用产业。

针对目前梯次利用问题，相关部门已开始了布局，规范梯次利用市场，国内不少学者也开展了相关的研究工作[1-9]。本文梳理了动力电池梯次利用行业现状，并对相关认证与标准现状、法律法规进行了介绍，指出现有梯次利用存在的技术难题和梯次利用的意义，为相关企业、行业技术人员和政府监管提供一定的参考，具有重要的现实意义和指导价值。

1 行业现状

1.1 技术状况

动力电池是新能源电动汽车的“心脏”，占整车成本的30%～40%，直接影响着电动汽车的续航和安全性，提高其性能至关重要。如果想要提高新能源汽车的竞争力，最关键的就是要让其动力电池趋向于理想化，延长动力电池的循环寿命，降低动力电池的使用成本，提高动力电池的性能，跟进时代发展需要，使其更符合绿色环保的要求。

当前，国内锂离子电池的发展水平与国外还有一定的差距，国内锂离子电池的性能和使用寿命等指标远比不上国外，电池的原材料和电量控制等关键技术还比较少。随着新能源汽车的高速发展，锂离子电池作为生产的重点，其性能的稳定性越来越重要，开展锂离子电池关键技术研究也势在必行。

1.2 市场状况

近年来，我国新能源汽车市场使用规模持续增加，按照2025年新能源汽车产量590万辆测算，動力电池需求量将达到330.6GWh，约为2018年装机量的6倍。

经测算，我国动力电池回收实际市场规模2022年约为146亿元，至2030年，理论可达1406亿元。从近几年的走势来看，动力电池行业的增速保持在10%以上，行业发展较快，成长能力较强。

1.3 梯次利用情况

目前对退役动力电池的处理方法有两种，第一种是梯次利用，动力电池还没有报废但电能储存量下降了，不能继续用在电动汽车中，可将其梯次利用在其他领域，以提高资源利用率；第二种是拆解回收，进行拆解将报废动力电池中有价值的部分回收处理。

梯次利用是指将退役电池进行回收、筛选、再利用于其他领域。典型用于储能领域，如风光储能、削峰填谷、电力系统中，这样可以降低环境污染，提高资源利用，创造经济价值的同时也减少了垃圾排放，是现代社会应该大力推行的一种循环性、低碳型生产生活方式。

拆解回收是将退役动力电池进行资源化处理，回收到的废旧动力电池经过拆解提炼稀有金属的方式进行再次利用。其主要针对动力电池容量损耗严重，无法继续使用，只有通过拆解的方式回收有利用价值的资源，比如钴、镍等稀有金属。将废旧动力电池中的镍、钴、锂等有价金属提取出来进行循环再利用，能够在一定程度规避上游原材料稀缺和价格波动风险，降低动力电池生产成本。

但实际获取的退役动力电池存在产品不规范、车载使用阶段的情况无法追溯、梯次利用再销售阶段产品信息不完整及测试数据少、甚至连电池投运及退役时间和容量等基本信息都没有的情况与问题，这就急需进一步落实生产者责任延伸制度，促进数字化联动，完善回收与梯次利用的法规及标准，提高市场准入门槛。

2 认证与标准现状

据统计，现存的国际标准组织和区域性标准组织大约有三百多个。制定标准数量最多、权威性最高、影响力最大的国际标准组织主要有国际电工委员会（IEC）、国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）等。

目前，动力电池检测在国际上一般使用IEC标准和ISO标准，其中IEC标准主要工作在于动力电池单体和模块的标准化体系建立，而ISO 标准主要工作在于动力电池包和系统的标准化体系建立。

IECEE是IEC电工产品合格测试与认证体系，而IECEE-CB是IECEE电工产品测试证书互认体系，是目前全球认可度最高的认证制度，中國于2013年将锂离子电池纳入CB互认体系。

无论是国际动力电池标准，还是各国的动力电池标准，标准类型主要集中在产品标准和方法标准两项。与我国动力电池标准体系不同的是，国外动力电池标准主要强调产品的安全及与之对应的测试方法，未涉及动力电池材料和回收的标准，而我国动力电池材料标准和回收标准在动力电池标准体系中占据重要的地位。

随着动力电池产业高速增长，其发展趋势给动力电池市场带来了退役电池的梯次利用问题。然而，目前我国在梯次利用方面的标准还不健全，制定全面的退役电池梯次利用标准是促进新能源汽车健康发展的当务之急，对退役电池梯次利用的研究也就具有重要的现实意义。

3 相关法规与技术难题

3.1 法律法规

目前，发达国家主要以法律作为防治电池污染和实现循环利用的重要保障，通过建立和完善相关的法律体制，用来约束生产者行为，充分实施“延伸生产者责任”制度，利用法律的强制性对电池生命周期相关的各个主体环节进行制约，要求其必须按照法律规定履行义务并承担责任，并对违反法律法规的主体依法进行惩罚，让他们意识到违背法律威严的代价。在中国，各级地方政府根据实际发展需求也在不断的推出优惠措施给予企业回收电池相应奖励。

欧盟出台了《电池与废电池法规》，要求对电动汽车电池分阶段实施碳足迹披露、性能等分级和最大限值，并规定了最低回收目标，电池制造商需自费组织废旧电池分类收集、运输、回收事宜，未满足相关要求的或将被禁止进入欧盟市场。这一法规计划于2023年10月实施的“碳关税”政策，对于快速发展的中国新能源汽车产业而言，这将是产业链中亟待补上的短板。

3.2 技术难题

由于退役动力电池存在20%至80%能够用作其他领域的可用容量，所以相较于直接拆解经济效益更大。然而，目前退役动力电池梯次利用存在流程较长、关键技术待突破、技术规范不足、行业标准缺失、安全性及稳定性难以保障等问题，导致经济价值尚未体现。但直接拆解回收已具备经济性，2027年，动力电池回收行业市场规模有望超千亿元。

退役电池回收利用的首要难题就是拆解难度高，各个电池厂家都会根据用户的具体要求，设计出类型、工艺各不同的锂电池。它们之间设计工艺的复杂性、组成的形式具有多样性，很难有统一的标准。

4 梯次利用意义

退役电池梯次利用是在不增加资源的情况下延伸其使用价值，可以实现资源利用的最大化，符合绿色、循环和可持续的发展理念，是大势所趋，符合国家的战略需求。

退役电池能量在20%～80%以内可应用在通讯基站备用电源、储能、低速电动车、照明等领域，在20%以下可进一步分解进行材料回收，从而提升电池全生命周期价值。在生态上，退役电池梯次利用有利于环境保护和资源节省，同时对推动电池产业快速纵深发展具有重要意义和显著效益。

5 结 语

面对日益显现的“碳贸易壁垒”，加快动力电池梯次利用、降低动力电池碳足迹势在必行。然而，动力电池梯次利用领域则仍处于行业发展初期，相关政策尚未完善。因此，强化新能源汽车动力电池回收利用，完善制度建设和溯源管理，平衡好电池全生命周期性能与环境目标已迫在眉睫。

开展动力电池梯次利用研究工作，可明确梯次利用标准化现状、需求和发展趋势，进一步完善梯次利用建设布局，有利于全面激发市场活力，更好地聚焦服务国家新能源发展战略。对退役动力电池进行梯次利用在生态环境、资源循环利用和经济价值方面都具有深远的现实意义。需要指出的是，梯次利用虽然已经引起广泛关注和研究，但仍属于“蓝海”市场，潜藏着巨大商业机遇，具有极大的发展空间。

参考文献

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作者简介

周媛，高级工程师，主要从事检测及标准化技术研究。

（责任编辑：袁文静）