麻省理工学院的一项研究表明，电动汽车电池可以作为电网规模太阳能光伏装置的备用存储，具有有用且有利可图的第二寿命，在这种要求较低的角色下，它们可以运行十多年。这张图片展示了汽车和太阳能电池板背景下锂离子电池的“剖面图”。

随着电动汽车在全球范围内的迅速普及，很快就会出现一批二手电池，其性能不再足以满足需要可靠加速和续航里程的车辆的需求。但一项新的研究表明，这些电池作为电网规模太阳能光伏装置的备用存储，仍然可以有有用且有利可图的第二寿命，在这种要求较低的角色中，它们可以运行十多年。

这项研究发表在《应用能源》杂志上，由六名麻省理工学院现任和前任研究人员进行，其中包括博士后伊恩·马修斯和光伏研究实验室负责人、机械工程教授托尼·布奥纳西。

作为一个测试案例，研究人员详细检查了加利福尼亚州一个假设的电网规模的太阳能发电场。他们研究了几种方案的经济性：仅建造一个2.5兆瓦的太阳能发电场；构建相同的阵列以及一个新的锂离子电池存储系统；并用一个由重新利用的电动汽车电池制成的电池阵列来建造它，这些电池已经下降到其原始容量的80%，在这个时候，它们会被认为太弱，无法继续使用。

他们发现，新的电池安装不会提供合理的净投资回报，但只要电池的成本低于原价的60%，一个管理得当的二手电动汽车电池系统可能是一项良好的盈利投资。

不那么容易

马修斯解释说，这个过程听起来可能很简单，偶尔也会在较小规模的项目中实施，但将其扩展到网格规模并不简单。“在技术层面上有很多问题。当你把电池从车里拿出来时，你如何对它们进行筛选，以确保它们足够好，可以重复使用？你如何将不同汽车的电池组合在一起，让你知道它们可以很好地协同工作，而且你不会有一个电池比其他电池差得多，从而降低系统的性能？”

他说，在经济方面，也有问题：“我们是否确定这些电池有足够的价值来证明从汽车上取下、收集、检查并重新包装成新应用程序的成本是合理的？”研究小组发现，对于加州当地条件下的模型案例，答案似乎是肯定的。

这项研究使用了一个使用测量数据训练的电池退化半经验模型来预测这些锂离子电池在不同操作条件下的容量衰减，并发现电池可以通过在相对温和的充电和放电循环下操作来实现最大的寿命和价值，永远不会超过满充电的65%或低于15%。这一发现挑战了早期的一些假设，即最初以最大容量运行电池将提供最大的价值。

马修斯说：“我和一些人谈过，他们说最好的办法就是努力工作，把所有的收入都前置。”。“当我们看到这一点时，它根本没有意义。”从分析中可以清楚地看出，最大限度地延长电池寿命将提供最佳回报。

它们能持续多久？

一个未知因素是电池在第二种应用中可以持续有效运行多久。这项研究做出了一个保守的假设，即在电池从最初的80%（即从电动汽车使用中退役的那一点）下降到额定容量的70%后，电池将从太阳能发电场的备用服务中退役。但马修斯表示，继续运营至60%甚至更低的产能可能是安全和值得的。他说，需要进行长期的试点研究来确定这一点。许多电动汽车制造商已经开始进行此类试点研究。

“这本身就是一个完整的研究领域，”他说，“因为典型的电池有多种降解途径。试图弄清楚当你进入这个更快的降解阶段时会发生什么，这是一个活跃的研究领域。”在某种程度上，降解是由电池的控制方式决定的。他说：“所以，你可能会在项目的整个生命周期内调整你的控制算法，尽可能地将其推广出去。”。他说，这是该团队将在正在进行的研究中追求的一个方向。“我们认为这可能是机器学习方法的一个很好的应用，试图找出调整这些控制策略的智能方法和预测分析