即使是最热情的电动汽车拥护者,也会无奈地同意锂离子电池的使用寿命有限。究竟有多长的寿命是一个充满争议和重要性的话题,而陪审团仍在讨论中。在不久的将来,您可以在《扭矩新闻》(Torque News)上找到有关此主题的文章,但现在假设典型的EV电池可以使用10年左右。
当容量下降到其初始值的80%以下时,您的日产LEAF只能达到50或60英里的续航里程,并且您决定车辆不再达到其目的,那么电池会发生什么情况?假设您在2010年或以后购买汽车,并且电池使用了十年,那么这一年至少要到2020年,并且会发生以下两种情况之一。
方案1和方案2中较不理想的是将电池直接送到回收站。在那里,电池将被切碎,钴,铝,镍和铜等金属将被回收。锂盐将被滤出并转化为碳酸锂,尽管与镍和钴等金属相比,锂本身的经济价值很小。
锂离子电池比上一代的镍金属氢化物电池不利于回收,后者比宝贵的镍要丰富得多,而回收的经济利益因电池的化学性质而异。但是,在很大程度上,电池回收的经济性确实是有意义的。尽管到2020年它将不是唯一的此类设施,但一家名为Toxco的公司获得了D.O.E.资金在俄亥俄州建设专用的电动汽车锂离子电池回收设施。该工厂定于2014年底或2015年初竣工。
然而,选择2才变得有趣。剩余容量的80%的日产LEAF电池仍可保持约19 kWh;更大的特斯拉Model S电池将能够存储高达68 kWh的电量(尽管如果我拥有Model S,并且电池退化到初始容量的80%,则在212英里的续航范围内我仍然可以)。如果将具有如此大储能潜力的电池组托运至切碎机,那将是巨大的浪费。
这就是所谓的EV电池“第二次使用时间”出现的地方。美国和世界各地的汽车制造商,研究实验室,智囊团,大学和公司都投入了大量资源来研究废旧电动汽车电池的二次用途。
访问Torque News主页以获取更多故事。这些潜在应用中最突出的是对公用事业的服务,例如负载均衡,稳定和紧急情况的备用电源。与太阳能或风能等可再生能源整合,在这些能源中,储能可以平滑功率输出的波动,并使这些能源对公用事业更加可靠和可行;分布式应用,例如住宅太阳能电池板的固定存储。值得注意的是,随着我们逐渐转向更智能的电网,储能系统的服务将增加价值。
但是,住宅应用是公用事业公司所担心的。据《福布斯》(Forbes)在类似文章中报道,美国家庭平均每天使用29.7千瓦时;一个希望脱离电网的房屋可以在全国大部分地区使用太阳能电池板,一些能效措施以及由一块半LEAF电池模块制成的电池组来合理地做到这一点。
通过在汽车的使用寿命结束时为用户提供价值,第二次使用的应用程序降低了电池的净成本。而且它们可以有效地将电池的寿命延长一倍;圣地亚哥天然气和电力公司技术创新和部署负责人约翰·霍姆斯(John Holmes)说,他的研究发现,用过的EV电池在网格存储应用中可以使用10年(根据《消费者报告》)。
然而,翻新和在其第二次使用中使用电池的成本令人担忧。随着行业的发展,将非常需要电池模块测试和重新包装设施。当EV电池达到其汽车使用寿命时,可能会由经销商服务中心将其取出。在这一点上,理论上可以在车辆中安装新电池,从而使其使用寿命更长,而成本却可能低于初始电池组。
电池将被送到专门的工厂进行拆卸。旧电池的各个模块将经过测试和认证,而那些不适合进一步维修的模块将被送回回收。但是,通过的文件将被重新配置用于其下一个目的。
未来几年要解决的主要问题是电池在新应用中的性能和安全性,集成成本以及法规。电池可能需要新的热管理和电子系统才能完成其新任务。其他问题:谁在每个阶段拥有电池,电池的总使用寿命价值是多少?二手电池价值多少?
电动汽车行业的参与者希望在必须处理首批二手电动汽车电池浪潮时(预计在2020年代初期)解决这些疑问。宝马和日产等汽车制造商已与能源公司合作,为这些电池开发二次应用。由住友公司建造的使用废旧LEAF电池的大型(400 kWh)蓄电系统已于今年年初在日本开始运行,并将用于缓解附近太阳能发电场的电力输出波动。
希望电动汽车电池一旦被认为不适合汽车服务,将开始新的生活,而改进的回收技术将使它们的处置无害并在最终用完后在经济上受益。在这一领域的成功将解决电动汽车最大的担忧之一,并大大提高其未来的生存能力。