等电动车的退役动力电池，应用于家庭储能和商业储能； 规模化时梯次利用储能产品的利润和经济价值，才会实现最大化。
11
研究背景
商业模式
平衡三方利益 电池租赁模式
卖电模式
换电模式
更多。。。
• 政府出台政 策规范整车 厂、电池厂、 个人用户等 平衡各方利 益
• 初步建立规 范的回收体 系
• 配合新能源 汽车的快速 发展
120% 100%
80% 60% 40% 20%
0%
中国储能技术与应用
装机规模MW
增长率%
锂离子电池 铅酸电池 液流电池 超级电容
图3：中国电化学储能项目累计 装机规模（2000-2015）
资料来源：CNESA
图4：中国储能技术与应用
8
研究背景
潜在市场
2 电动自行车
目前为止，中国电动自行车的市场保有量已经超过2亿。当前市场，90%的车型采用铅 酸电池，约有10%的车型采用锂电池。以2014年的数据为基数，假如有10%的电动自行 车采用梯次利用的动力电池组，以每辆车配1kWh的电池组计算，那么年总需求可以达 到290万kWh(2.9GWh)，与2014年我国电动汽车动力电池总量3.7GWh相去不远，相关梯 次利用的市场规模可达数十亿元。
10 200.00%
8
150.00% 6
4
3.7 88.60%
100.00%
2 0.35
0.66
0.79 19.70%
0
50.00% 0.00%
2011
2012
2013
动力电池出货量
2014 增长率
2015
图2 我国历年动力电池出货量（GWh）
资料来源：高工锂电
这么多电池，五六年之后就进入大规模淘汰期，届时回收将成为一大难题。 电池属于严重污染类废旧物品，对环境来说存在一定的威胁。 2015年，锂电池报废量累计约2万～4万吨 2020年，动力电池累计报废量将达到12万-17万吨
Nissan与Eaton合作开发梯次利用技术。双方合作后将使用Nissan LEAF的梯次电池、Eaton的UPS 技术和光伏，构建一个独立的储能和控制系统，使得用户可以管理能源供给，构建离网或并网
系统。Nissan LEAF电动汽车搭载30kWh锂离子电池。
美国创业公司FreeWire推出了一款电动汽车充电宝产品，充电对象是所有的电动汽车，这款产 品名为Mobi Charger，装有滚轮方便移动，主要面向写字楼等工作区域。
13
研究内容与成果
梯次利用难点与核心技术
安全可
靠的技
术
梯
次
利
商业模 梯次利用 成本控
用
式创新
难点
制
的
核
心
技
产业链
术
整合
电池 拆解
剩余 寿命 的预
测
系统 集成 技术
BMS 的鲁 棒性
14
研究内容与成果
研究思路
模组的安全拆解 电芯性能的测试 电芯寿命模型的建立 电芯的配组及成组 新产品的设计开发
15
7
研究背景
潜在市场
1 储能市场
据CNESA项目库不完全统计，到2015年底，中国电化学储能项目装机106MW，占全球电 化学储能项目装机总容量的12%。近五年，中国电化学储能市场的增速明显高于全球市 场，年复合增长率(2010-2015年)为110%，是全球的6倍。其中锂离子电池储能技术占 主要地位。
国务院相关部门
明确要求，制定动力电池回收利用管 理办法、动力电池梯级利用和回收管
理体系
5
研究背景
全球示范工程及项目
国家 日本
应用领域
家庭和商 业储能
日本/美 国
商业储能
美国 移动电源
美国/日 本
家庭储能
中国 商业储能
德国 电网储能
案例描述
参与主体
日产汽车和住友集团合资成立了4R Energy公司，从事电动汽车废弃电池的再利用，在日本和美 国销售或租赁的日产Leaf汽车的二手电池用于住宅和商用的储能设备
中国电科院、国网北京 市电力公司与北京交通
大学
动力电池梯次利用：利用MINI E的8套退役电池参与BMW技术办公室的光储项目，项目规模 240kWh，是目前世界最大的梯次利用项目之一。该储能系统由瓦滕福公司负责运行和维护，目
前已经投入使用。
博世集团
BMW 瓦腾福公司
性质
商业 运作
德国 中国
奥迪正在搭建一个平台，整合大众集团所有的梯次电池用于户用储能和可再生能源调节，将梯
18
研究内容与成果
产品设计开发
19
研究内容与成果
产品设计开发
20
研究内容与成果
产品设计开发
21
研究内容与成果
产品设计开发
22
研究内容与成果
90V400Ah forklift
产品设计开发
17.22%
13.90%
12.49%
12.48%
12.95%
0.15 12.96%
单 位 ： 万 辆
辆
0.1
800 600 400
4000
0.05
200
0
0
0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
电动自行车规模/万辆
增长率/%
锂电自行车市场增长情况
35.0%
成本！
成本！
还是 成本！
新锂电池成本会高达2000~3000元/kWh，投资回报率偏低，制约储能产品大规模应用； 梯次利用电池，其规模化成本远低于新电池， 100美元/kWh（Free Wire），日产leaf的
退役动力电池做移动充电车； Tesla在美国发布Powerwall和Powerpack，有深刻的理由相信，未来Tesla也会将Model S
4R Energy公司 Nissan与Eaton Free Wire公司
美国EnerDel公司和日本伊藤忠商事在部分新建公寓中推广梯次利用电池。
美国EnerDel公司，日 本伊藤忠商事
100KWh梯次利用电池储能系统的工程示范，历时2年，由中国电科院、国网北京市电力公司与 北京交通大学共同完成，于2014年6月19日通过验收。
3、熊孟清：废弃物回收利用专家。无论从资源环境保护角度衡量，还是从新能源汽车行 业发展角度衡量，汽车动力电池的回收利用都是必须和重要的。
4、贾新光：中国汽车流通协会常务理事。动力电池的回收利用体系要加强对退役电池的质 量、性能鉴别、分级等测试评价技术和标准方面的研究，要制定相关标准，推动梯次利用。
5、欧阳明高：中国电动汽车百人会执行副理事长。动力电池必须进行梯次利用，而且要回收再利 用。”
为进一步大规模利用废旧电动汽车动力电池奠定了良好的技术与实践基础。
北京海博思创科技有限 公司与北京电力公司
6
研究背景
高层声音
1、李克强总理：加快实现动力电池革命性突破，建立合理投资回报机制，鼓励社会资本进入充电 设施建设运营、整车租赁、电池回收利用等服务领域。
2、科技部部长万钢：动力电池尤其是锂离子动力电池，回收之后不一定马上进行报废处理， 可以进行梯级利用。
图5：中国电动自行车市场保有量
图6：中国锂电自行车市场规模
20000
电动自行车市场保有量
1200 18472.4 0.35
16000
30.82%
16353.7 14478.3
0.3
1000
单 位 ： 万
12000 8000
12872.2
0.25
23.54% 11442.7
10046.4
0.2
8570.6 6937.7
中国电化学储能项目累计装机规模(MW)
120
100
138%
105.5 93.7
80
60 38.5
40
20 2.6 10%
0 2000‐2010 2011
58.2
41
61%
41.90%
6.50%
2012
2013
2014
12.60% 2015
160% 140% 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0%
1000 30.0%30.0%
800 26.0%
25.0%
20.0%
15.0%
10 0.5%
35 1.5%
60 2.7%
250 8.0%
80 3.6% 130 5.0%
2010
2011
2012
2013 2014 2015
市场量
增长率
2016E
2017E
10.0% 5.0% 0.0%
9
研究背景
潜在市场
研究内容与成果
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研究内容与成果
拆解、分容分析
包括 1、模组基本结构的分析； 2、模组基本性能的测试； 3、模组的安全性能的评估； 4、模组的安全拆解。
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研究内容与成果
电芯性能测试
1、电芯的基本性能评估：外观性能、OCV、内阻、容量的分布。 2、电芯基本性能的测试：不同倍率下SOC-OCV曲线、高低温性能 3、电芯的循环性能：循环过程中容量的变化，内阻的变化
动力锂电池梯次利用研究探索
雄韬电源研究院 高鹏然 博士
Nicholas@
目录
一、研究背景 二、研究内容与结果 三、特色与创新 四、雄韬电源简介
2
研究背景
新能源汽车发展现状
“如果说2014年是新能源汽车元年，那么2015年可 以称为爆发年。”业内人士表示。 新能源汽车发展带动了动力电池产业的发展。 2015年动力电池装车量超过200亿瓦时，预计2016 年会增加到大概500亿瓦时。 2015年电池产业投资大概是1千亿元，在建、核建 的产能1800亿瓦时。