动力电池

2023年8月，联合国全球契约组织启动GDIforSDG二期试点项目，携手企业、政府、智库等在内的多相关方推动新能源动力电池循环经济发展，并于9月14日在中国辽宁省沈阳市召开首次项目研讨会。在应对气候危机的进程中，交通运输部门是温室气体排放的最大来源之一。值得欣慰的是，电动汽车产业在全球范围内蓬勃发展，并被视为解决温室气体排放增加问题的重要方案之一。就全球范围而言，电动汽车在中国、欧洲和美国等主要市场起步较早，发展迅猛，这将为广大发展中国家更广泛地采用电动汽车提供了强有力的经济案例参考。同时，电动汽车行业将在新兴市场释放更大的发展潜力，这将不仅仅体现在环境和气候层面，还涵盖经济与社会维度，比如：提供更多的新型就业机会、激发传统产业创新、加速基础设施建设进程等等。由此可见，电动汽车行业的绿色、低碳及韧性发展对于加速推动2030可持续发展议程以及实现《巴黎协定》目标十分重要。该白皮书报告将聚焦新能源动力电池行业全价值链上的多重利益相关方以及其行动实践，从全生命周期角度对动力电池的回收、再利用和处置进行分析研究，并通过企业案例为企业和相关方提供实践参考，从而推动低碳循环经济的可持续发展。企业通过践行全球发展倡议，以务实行动为导向，创新为驱动力，携手推动气候行动和绿色发展，并为可持续发展目标（SDGs）的加速实现作出积极贡献。联合国全球契约组织作为世界上最大的推进企业可持续发展的国际组织，将持续团结全球企业，发挥引领作用，动员更多的不同行业企业参与GDIforSDG项目中来，积极推动2030可持续发展议程。

根据中华人民共和国工业和信息化部公告（2022年第10号），电子行业标准SJ/T 11798-2022《锂离子电池和电池组生产安全要求》由工业和信息化部批准发布，将于2022年7月1日起实施。

4月11日，福泉市人民政府发布福泉市“十四五”工业发展规划。其中规划中提出在新能源材料方面，围绕“材料—电芯—电池—应用—回收利用”全生命周期产业链，重点发展磷系新能源电池正极材料，同时配套发展上游原材料、负极材料、隔膜材料、电解液、电池相关配件以及电池整装和回收、下游应用等相关产业。

针对现有V2G直流充电桩现场检测装置功能不全面、检测方案单一、控制及管理困难等问题，依据国家相关标准，设计了V2G直流充电桩检测方案和检测系统。首先，根据需要设计了3种检测方案：现场检测方案、实验室检测方案以及动力电池检测方案。不同的检测方案对应V2G充电桩不同检测环境和检测项目。然后，依据3种检测方案给出了检测系统的硬件设计和软件设计，能够实现对V2G直流充电桩充放电功能、直流输出性能、并网性能及保护功能等进行检测。同时还可以对电动汽车动力电池状态进行评估，从而判断电池潜在风险。最后，通过对V2G直流充电桩和车辆动力电池进行不同项目检测。测试结果表明所设计的检测方案和检测系统能够准确实现对V2G直流充电桩的功能和性能检测。

锂离子电池已经得到广泛应用，体系成熟：锂离子电池是一种在储能领域、动力电池及便携式电子设备中均得到广泛应用的一种储能器件，具有开路电压高、能量密度大、使用寿命长、无记忆效应、无污染及自放电小等优点，是目前综合性能最好的电池产品，也是可适用范围最广的电池产品。锂离子电池体系成熟，由正极、负极、电解液、隔膜等部分组成，其工作原理为：锂离子电池在充放电过程中，锂离子在正负极之间嵌入和脱出，同时伴随着电子在外电路中进行移动而形成外部电路的电流。充电时，电池正极生成锂离子，经过电解液移动到负极并嵌入到负极碳层的微孔中。放电时，嵌在负极的锂离子经过电解液移动回到正极。

日前，唐山印发印发《加快唐山市高端装备制造产业融合集群发展工作方案（2023-2027年）》。《方案》提出，加快发展动力储能电池，支持企业为加快电池单体、电池系统关键核心技术突破，提升电池材料配套能力，促进动力储能电池与电池材料、新能源汽车等产业紧密联动，推进全产业链协同发展，不断提高动力储能电池产业核心竞争力。

随着锂离子电池在各类储能系统中的广泛应用,其健康管理及退化分析已成为储能电站运维、电动汽车安全监测、退役动力电池梯次利用等时下多个领域的热点问题。与此同时,大数据及机器学习技术的发展突破了复杂非线性系统难以建模的束缚,使得基于数据驱动的电池健康评估成为可能。详细综述了基于数据驱动的锂离子电池健康状态评估的研究现状,分析了电池退化的影响因素,归纳并比较了基于数据驱动的电池健康状态估计及剩余寿命预测建模方法,最后总结了该领域当前的挑战及未来的发展趋势。

研究了输电线路无人机巡检过程中动力电池的放电特性，针对输电线路无人机巡检剩余续航时间难以精确控制 的问题，采用引入温度补偿系数和加权系数的锂电池荷电状态计算方法，并结合无人机巡检实时状态，给出了无人机剩余续航时间的预测方法和计算模型。该方法能够实时精确的计算最佳剩余续航时间，极大的提高了无人机巡检的安全性和效率。

为优化电动汽车充电网络布局，提高充电服务能力与效率，提出了同时考虑截获交通流量与充电行驶距离的充电网络规划模型。电动汽车动力电池初始荷电状态的不确定性导致充电网络截获交通流量具有随机特性，采用蒙特卡洛模拟方法对其概率特性进行了分析。为提升充电网络在任何情况下的充电服务能力，所提模型以充电网络截获交通流量最小值最大为优化目标之一。为提升充电服务效率，模型另一个优化目标为平均充电行驶距离最短。此外，模型考虑了充电行驶距离机会约束及充电站建设数目约束，采用非支配遗传算法对所提模型进行求解，获得Pareto最优解集。最后，以25节点交通网络为例进行了仿真实验，验证了所提方法的有效性。并基于仿真结果，分析了机会约束置信度与充电站数目对规划结果的影响。

本项目提出了电动汽车-电网协调运行方法或模型。首创了退役电池健康状态快速评估方法。开发了即插即用双向DCDC核心器件和专用桥接器，实现退役电池异构兼容。成果推广应用后，近三年来累计新增经济效益达4423.1万元，新增利润453.2万元。充分发挥电动汽车源荷两重性的优势，通过V2G模式实现电动汽车-可再生能源协同发电。通过退役电池梯次利用，延长了动力电池的生命周期，降低了电网储能成本，解决了电动汽车退役电池的出路问题，缓解了对环境的污染，产生了显著的经济和社会效益。