動(dòng)力鋰離子電池在通信行業(yè)的應(yīng)用分析

梁茂青

摘? ?要：通過通信行業(yè)利用鋰離子電池的安全性，提高使用的時(shí)間，保證能夠在高低溫下正常運(yùn)行等，文章主要闡述動(dòng)力鋰離子電池的相關(guān)內(nèi)容，分析動(dòng)力鋰離子電池的使用情況，對(duì)動(dòng)力鋰離子電池在通信行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望可以促進(jìn)通信基站的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力鋰離子;通信行業(yè);策略

為了保證退役的動(dòng)力鋰離子電池還能夠發(fā)揮自身的價(jià)值，我國開始把其運(yùn)用到通信行業(yè)中。對(duì)動(dòng)力鋰離子電池的性能、外觀重新進(jìn)行分類重組，保證其可以給通信行業(yè)帶來電量，保證電網(wǎng)的運(yùn)行。

1? ? 動(dòng)力鋰離子電池的相關(guān)概述

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問題日益突出，電動(dòng)汽車的推廣主要受到節(jié)能、環(huán)保的影響。在電動(dòng)汽車使用的動(dòng)力鋰離子電池容量下降不能滿足電動(dòng)汽車?yán)^續(xù)行駛時(shí)，就可以對(duì)動(dòng)力鋰離子電池進(jìn)行退役處理。隨著電動(dòng)汽車的應(yīng)用越來越多，很多動(dòng)力鋰離子電池從車上被淘汰，為了給退役動(dòng)力鋰電池找出路，人們開始想到把其運(yùn)用到通信行業(yè)中。通信基站的備電儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)電池性能的要求比較低，可以二次利用到通信基站儲(chǔ)能備電的系統(tǒng)中。所以，對(duì)退役鋰離子電池的梯級(jí)利用有著很重要的意義。

梯次利用是把一些不能夠滿足電動(dòng)車輛能量需求的動(dòng)力鋰離子電池，轉(zhuǎn)用到對(duì)動(dòng)力鋰離子電池要求低的領(lǐng)域中，充分發(fā)揮它的作用。2017年1—10月，新能源汽車產(chǎn)銷51.7萬輛和49萬輛，同比增長85.9%和106.7%，10月份的汽車裝載動(dòng)力電池量約2.93 Gwh，2018年4月1日正式推廣《新能源汽車計(jì)分并行管理辦法》，并自2019年度起實(shí)施企業(yè)平均燃料消耗量積分核算。通過這一推廣，有一些退役的動(dòng)力鋰離子電池就無處可歸，為了環(huán)?？梢园哑鋺?yīng)用到通信行業(yè)中[1]。梯次利用就是為了把產(chǎn)品的性能最大地發(fā)揮出來，保證它的生命周期，給社會(huì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí)，還可以達(dá)到節(jié)能、減排、降耗、進(jìn)行低碳生活的目的。退役動(dòng)力鋰離子電池的梯次利用充分體現(xiàn)了綠色經(jīng)濟(jì)，在推廣的過程中勢必會(huì)給社會(huì)帶來一定的效益。

2? ? 動(dòng)力鋰離子電池的利用情況

2.1? 國內(nèi)動(dòng)力鋰離子使用情況

當(dāng)前，我國各行各業(yè)都開始對(duì)動(dòng)力鋰離子電池梯次回收進(jìn)行相關(guān)的研究，比如國家電網(wǎng)、政府和電池企業(yè)等，雖然取得了一定的進(jìn)展，但是仍然處于初級(jí)階段，還沒有相關(guān)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。最早提出動(dòng)力鋰離子電池梯次回收的主要是國家電網(wǎng)浙江公司，對(duì)其進(jìn)行的相關(guān)探索主要運(yùn)用在電動(dòng)自行車上。國家電網(wǎng)浙江電力公司在2013年就提出了《動(dòng)力鋰離子電池電動(dòng)自行車梯次利用技術(shù)方案》，主要是從廢棄的車上把一些電池進(jìn)行重新組裝，通過這樣的改造可以保證電動(dòng)車的動(dòng)力電源。

在退役電池儲(chǔ)能示范工程中，河南電網(wǎng)公司聯(lián)合一些電池制造企業(yè)，在全國開始推廣退役鋰離子電池的分選和充足工作，真正地把退役動(dòng)力鋰離子電池應(yīng)用到混合微電網(wǎng)系統(tǒng)中。而在通信領(lǐng)域中，我國主要是在2015年梯次利用動(dòng)力鋰離子電池在備電和儲(chǔ)能方面有相關(guān)的研究，通過在通信基站中使用梯次利用動(dòng)力鋰離子電池來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉛酸電池，我國開始有了試驗(yàn)站。我國鋰離子電池的市場正處于高速增長期，2010—2016年我國鋰離子電池的占比在動(dòng)力類呈上升趨勢，隨著儲(chǔ)能電站的建設(shè)，鋰離子電池在移動(dòng)通信基站儲(chǔ)能電池的應(yīng)用越來越廣，2016年儲(chǔ)能型鋰離子電池的應(yīng)用占比達(dá)到4.94%[2]。

2.2? 國外動(dòng)力鋰離子電池的使用情況

國外在動(dòng)力鋰離子電池的使用方面比我國要早，最重視動(dòng)力鋰離子電池回收的國家是日本，他們?cè)陔妱?dòng)汽車推廣前就開始考慮了動(dòng)力鋰離子電池的梯級(jí)利用問題。日本主要是在汽車上的使用和合資企業(yè)進(jìn)行新能源的開發(fā)。

美國在動(dòng)力鋰離子電池梯級(jí)方面的研究比較廣，經(jīng)濟(jì)效益、相關(guān)技術(shù)和商業(yè)上的發(fā)展進(jìn)行了相關(guān)的分析，多次進(jìn)行嘗試。在2010年就有大學(xué)在對(duì)混合電動(dòng)汽車的研究上，對(duì)動(dòng)力鋰離子電池的二次使用進(jìn)行了相關(guān)的研究，在研究的過程中對(duì)電池性能的要求、儲(chǔ)能系統(tǒng)和電池的價(jià)值進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。最后，把其應(yīng)用到汽車試驗(yàn)中，對(duì)電池組采集電能收集到的電量進(jìn)行測評(píng)，看電網(wǎng)能否實(shí)現(xiàn)家用和商用。通用汽車和ABB進(jìn)行了合作，對(duì)電池的再利用進(jìn)行了嘗試，把雪佛蘭使用過的鋰離子電池運(yùn)用和沃藍(lán)達(dá)蓄電池進(jìn)行重新組合，發(fā)現(xiàn)它能夠給家庭提供一定時(shí)間的電力供應(yīng)。

韓國知名企業(yè)LG化學(xué)和三星SDI是韓國主要的動(dòng)力電池企業(yè)，在經(jīng)濟(jì)全球化的推動(dòng)下，韓國開始發(fā)展國際貿(mào)易，在中、美、日等國家建立生產(chǎn)基地，建立穩(wěn)定的供貨關(guān)系。韓國有基礎(chǔ)研發(fā)、原材料、生產(chǎn)裝備和電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)，建立相對(duì)完整的鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈。

3? ? 動(dòng)力鋰離子的使用方案

3.1? 動(dòng)力鋰離子電池使用的可行性

鋰離子電池分為正、負(fù)極材料，具有可逆嵌鋰的能力，鋰離子可嵌入材料并且從材料中脫離出來，所以鋰電池能夠達(dá)到循環(huán)使用的效果。鋰離子電池失去效果是需要一個(gè)過程的，容量下降也就是容量跳水，主要是因?yàn)樵谏a(chǎn)設(shè)計(jì)的過程中對(duì)其控制的不到位。

3.2? 單體電池篩選方法

動(dòng)力鋰離子電池出現(xiàn)問題主要是因?yàn)橐恢滦圆?、性能出現(xiàn)衰退，如果不對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的分類，就會(huì)影響到梯次利用電池組性能的發(fā)揮。在梯級(jí)電池組成前要對(duì)單體退役的電池進(jìn)行相關(guān)篩選，從容量、內(nèi)阻和自放電率等方面對(duì)其進(jìn)行相關(guān)調(diào)整，保證參數(shù)在成組的一致，這樣可以保證成組中的參數(shù)都在合理的范圍內(nèi)，能夠有效地發(fā)揮梯級(jí)利用電池組的性能。

當(dāng)前，篩選的方法主要有兩種，測試篩選和大數(shù)據(jù)篩選。在測試篩選過程中，梯次利用主要是對(duì)退役的動(dòng)力鋰離子電池進(jìn)行相關(guān)測試，對(duì)其進(jìn)行分組重組，可以從外觀、內(nèi)部的電壓、內(nèi)阻、放電率等進(jìn)行相關(guān)篩選。大數(shù)據(jù)篩選，主要是動(dòng)力鋰離子運(yùn)用在電動(dòng)車上，一些電池廠商能夠?qū)误w電池電壓和相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行一定的監(jiān)控和分析，通過這樣的方式可以發(fā)現(xiàn)存在的問題。在利用梯次進(jìn)行分選時(shí)，可以通過實(shí)時(shí)的監(jiān)控來分析得到的數(shù)據(jù)，對(duì)有問題的單體電池進(jìn)行重組，不再像測試篩選那樣復(fù)雜，在一定程度上可以提高電池的處理時(shí)間，降低成本。

3.3? 成組工藝

根據(jù)分選的情況，可以發(fā)現(xiàn)單體的電池容量、荷電狀態(tài)、內(nèi)阻、自放電率等都需要進(jìn)行重組，這樣才能夠保證電池的一致性。在成組的過程中，可以對(duì)一些不用的動(dòng)力鋰離子電池進(jìn)行拆除變成小模組，通過不同數(shù)目的串聯(lián)，利用大數(shù)據(jù)篩選的方式可以把一些一致性較差或者存在故障的電池進(jìn)行篩除，把剩下一部分的小模組一致性較好的進(jìn)行組合，無需再次篩選就可以進(jìn)行使用。

3.4? 電池組測試

梯次利用動(dòng)力鋰離子電池成組后，就需要進(jìn)行相關(guān)一系列的測試。通過梯次利用可以保證動(dòng)力鋰離子電池的安全性能。當(dāng)動(dòng)力鋰離子電池在運(yùn)用到電動(dòng)車前，需要進(jìn)行高溫測試、擠壓測試、過充測試、過放測試、短路測試、針刺測試、跌落測試等有關(guān)安全方面的測試，只有所有性能都達(dá)到相關(guān)的額指標(biāo)后才可以使用在電動(dòng)車上。動(dòng)力鋰離子電池在長時(shí)間使用后，容電量就會(huì)出現(xiàn)下降的情況，但是電池安全性能對(duì)于剛開始使用時(shí)是沒有什么變化的，當(dāng)經(jīng)過外觀和性能的第二次篩選，安全性才能夠滿足長時(shí)間的使用。

動(dòng)力退役鋰離子電池在進(jìn)行梯次利用時(shí)，可以通過對(duì)電池的安全性能進(jìn)行把控，保證它可以正常的使用。首先，要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的電池篩選和安全性能的抽查，保證電池的安全性。在進(jìn)行成組前，要對(duì)動(dòng)力鋰離子電池的外觀、電壓、電阻、放電率等進(jìn)行相關(guān)的篩選，保證同一批次、同一狀態(tài)下的電池或者電池模塊進(jìn)行相關(guān)的抽樣檢查，保證梯次利用電池的安全性。其次，要對(duì)電池模組進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)。在梯次利用電池成組設(shè)計(jì)方面，要從安全的角度對(duì)其進(jìn)行模組的設(shè)計(jì)，著重考慮到模組的絕緣問題、保護(hù)的等級(jí)、元器件的使用、電阻的設(shè)計(jì)等相關(guān)因素。最后，還要利用相關(guān)措施保證安全性。梯次利用電池是對(duì)于全新電池來說的，內(nèi)阻、電壓平臺(tái)、容量方面都會(huì)有不同程度的損耗。在通信基站的使用過程中，由于電池組長期處于使用的狀態(tài)并無人看守，就會(huì)導(dǎo)致BMS和開關(guān)電源等直流電源之間出現(xiàn)沒有通信的情況，當(dāng)BMS保護(hù)出現(xiàn)問題時(shí)，梯次利用電池就會(huì)出現(xiàn)放電沒有保護(hù)措施的問題[3]。所以，要根據(jù)梯次利用電池組運(yùn)行的實(shí)際情況，制定合理的充放電措施，保證電力的正常運(yùn)行。

4? ? 結(jié)語

在通信行業(yè)中，要想保證動(dòng)力鋰離子電池可以正常運(yùn)行，就需要采取相關(guān)措施對(duì)退役的鋰離子電池進(jìn)行分析，多個(gè)角度綜合考量，保證電壓的穩(wěn)定。保證通信信號(hào)的穩(wěn)定，從安全的角度入手，促進(jìn)通信行業(yè)的發(fā)展。