新エネルギー産業の急速な発展に伴い、リチウムイオン電池の使用量が急増し、退役リチウムイオン電池の処理問題が日増しに顕在化しています。この背景の下、リチウムイオン電池の段階的利用は、資源利用率を向上させると同時に環境汚染を低減できる効果的な方法として、徐々に公衆の視野に入り、業界の注目の的となっています。
簡単に言えば、リチウムイオン電池の段階的利用とは、リチウムイオン電池が電気自動車などの主要応用シーンで性能が低下し、元の使用要求を満たせなくなった際に、一連の処理を行うことで、電池性能への要求が相対的に低いシーンで引き続き機能を発揮させるプロセスです。例えば、これらの退役電池はエネルギー貯蔵システム、低速電動車両、電動工具などの分野に活用でき、「廃棄物を宝に変える」を実現します。
リチウムイオン電池の段階的利用はシステム工程であり、複数の厳格な环节を経る必要があります。
退役リチウムイオン電池の供給源は広範で、電気自動車メーカー、電池レンタル会社、電池回収拠点などが含まれます。回収過程において、安全が最優先事項であり、専門的な回収企業は関連企業と協力し、合理的な物流ネットワークを通じて電池を安全に検査・処理センターに輸送し、輸送中の短絡、発火などの事故を回避します。
異なる電池の使用履歴と性能低下度合いが異なるため、全面的な検査と評価が極めて重要です。検査内容には容量、内部抵抗、電圧、サイクル寿命などのキーパラメーターが含まれ、電気化学インピーダンス分光法（EIS）、充放電試験などの先進的な技術を活用して、電池の健康状態（SOH）と残余寿命を評価し、さらに段階的利用に適した電池を選別します。
利用価値はあるものの性能が低下した電池については修復を行い、例えば損傷した単体電池の交換、電池管理システム（BMS）の故障修復などがあります。その後、検査・修復が完了した単体電池又はモジュールをルールに基づいて電池パックに再構成し、異なる応用シーンのニーズを満たします。
修復・再構成された電池は、大型エネルギー貯蔵システム、低速電動車両の動力システムなどの各種製品の製造に使用されます。また、製造過程においては安全基準を厳格に遵守し、製品品質を確保します。
リチウムイオン電池の段階的利用の優位性は非常に明確です。資源節約の面では、リチウムイオン電池にはリチウム、コバルト、ニッケルなどの希少金属が含まれており、段階的利用によってその使用周期を延長し、新規資源の採掘を減少させます。コスト削減の面では、新しいリチウムイオン電池を製造する場合と比較し、段階的利用は調達、検査、修復などの环节でコストが lower であり、関連製品により高い競争力を持たせます。環境配慮の面では、電池廃棄物の発生を減少させ、環境汚染のリスクを低減すると同時に、新規電池生産に伴うエネルギー消費と温室効果ガス排出を削減します。
優位性が突出していますが、リチウムイオン電池の段階的利用は依然として多くの課題に直面しています。電池の均一性問題もその一つで、異なる供給源と使用履歴を持つ退役電池の性能パラメーターの差が大きく、選別と再構成に困難をもたらし、電池パックの性能と寿命に影響を及ぼします。安全リスクも無視できず、長期使用後の電池内部構造の変化により、段階的利用過程における安全上の隐患が増加します。此外、業界基準と仕様が不完備で製品品質がまちまちになることや、ビジネスモデルが成熟していないため各环节の利益配分と責任定義の問題が解決待ちであることなどが、業界の発展を阻害しています。
現在、リチウムイオン電池の段階的利用の応用シーンは不断に拡大しています。エネルギー貯蔵分野では、電力網側のエネルギー貯蔵発電所やユーザー側の家庭用・工商業用エネルギー貯蔵システムに活用できます。低速電動車両分野では、電動自転車、観光車などで既に採用が始まっています。通信基地局もバックアップ電源として試験的に使用しています。同時に、電動工具、非常用照明機器などの分野にも応用されています。
技術の進歩、基準の整備、ビジネスモデルの成熟に伴い、リチウムイオン電池の段階的利用はより広大な発展スペースを迎えると期待され、エネルギーの持続可能な発展により大きな力を贡献するでしょう。
