0 引言
梯次利用是指对废旧动力蓄电池进行必要的评估、筛选、拆解、电池修复或重组为梯次利用电池产品,使其可应用至其他领域的过程。这个过程一般是同级或降级的应用形式。安全性是退役动力电池规模化应用于储能系统的阻碍之一,与全新的储能电池相比,退役动力电池在经过长期使用后,更易发生容量降低、内阻增加、内部化学结构改变等老化反应,因此为了对梯次电池进行安全有效利用,电池筛选关键技术成为了制约梯次利用产业化的重要环节。
筛选是在电池进行状态评估后对电池之间的性能相似度按指定的方法进行综合评价,筛选出综合性能一致性程度高的电池进行匹配成组,为下一步电池重组做前期基础,若电池一致性不足,到实际应用中可能会存在安全隐患。建立科学的一致性筛选方法来甄别不同电池之间的品质差异,对于进一步提高安全性具有重要意义。
1 梯次利用筛选关键技术的专利技术的总体情况分析
本文主要在Patsnap专利数据库中进行检索,检索日期截止到2023年9月。通过人工降噪,筛选后以公开号计数共检索到相关专利申请216件。图1是自2000年以来筛选技术的全球专利申请量趋势。筛选技术直到2010年才开始有专利申请,早期专利申请数量较少,近年来专利申请量整体上缓慢增长。图1 筛选技术的全球专利申请趋势
图2是筛选技术的全球专利申请的区域分布。从图2可以看出筛选技术的专利申请中国占据绝大多数,筛选技术中国的专利申请占到了77%,显示中国在该技术领域具备优势。其他申请较多的国家/地区分别是:美国、日本、欧洲和韩国,申请主要集中在五大局。图2 筛选技术的全球专利申请的区域分布
图3是筛选技术的全球专利申请排名前十五申请人的申请量分布。筛选技术的全球申请人排名第一的是丰田,有28件。国家电网和格林美排名第二和第三,分别有21件和12件。国内申请人占据多数,但是大多申请人的申请量在个位数。图3 筛选技术的全球专利申请排名前十五申请人的申请量分布
图4是筛选技术的中国专利申请排名前十五申请人的申请量分布。筛选技术的国内申请人排名前15的只有一家国外企业丰田,其余均为国内企业和高校,其中企业申请人居多,但是总体申请量都不高,没有形成优势企业。
图4 筛选技术的中国专利申请排名前十五申请人的申请量分布
2 结论
动力电池的梯次利用不仅可以有效地减少动力电池带来的污染,减少资源浪费,还可以提高电池的利用价值,实现全生命周期价值最大化,降低电动汽车、电能存储等相关行业的成本,从而促进新能源汽车的发展。梯次利用的产业化首先要解决电池不一致性导致的安全问题,筛选技术是影响电池一致性的关键技术。
通过筛选技术将一致性接近的电池配组来提高电池一致性,近年来专利申请量整体上缓慢增长,中国在筛选技术领域具备优势,筛选技术的全球申请人排名第一的是丰田,国内申请人占据多数,但是大多申请人的申请量在个位数。