过去十年间，电动汽车（EV）在交通领域确立了其地位。得益于技术突破、环境意识的提高以及化石燃料资源的减少，电子移动性在全球范围内彻底改变了交通行业[1,2]。这一趋势持续加速，预计到2025年底全球电动汽车销量将达到近8500万辆[1]。然而，这一增长也带来了新的挑战：专家估计，到2030年，不再适合汽车使用的废旧电动汽车电池每年将产生112至275吉瓦时的可再利用能量。这一数量相当于2023年全球锂离子电池产量的30-40%[3]。由于电池具有毒性和易燃性，属于危险废物，因此这一即将到来的电池退役潮迫切需要全球性的环境缓解措施。
为了充分发挥废旧电动汽车电池的潜力，建立集成的技术和经济系统以实现翻新、再利用和回收是必要的。通过先进的回收工艺实现材料回收是一种成熟的方法（目标是在2030年前回收95%的废旧电池）；同时，近期研究重点关注电池组件的再利用[4]。不过，最新策略侧重于将功能模块重新用于所谓的“二次利用”应用。这种转变不仅有助于降低储能成本，还能促进可再生能源的整合、增强电网灵活性，并延长电动汽车电池的价值链[3,4]。换句话说，日益增长的废旧电池数量可以转化为推动低碳转型的资源。
多项研究探讨了这一潜力，多篇综述文章涉及了二次利用电动汽车电池的不同方面。参考文献[5]通过预测建模、子系统分析和可持续性评估提供了延长电池使用寿命的综合性概述。参考文献[6]分析了回收过程、经济框架以及电动汽车电池在循环经济中的作用。参考文献[7]指出了安全性、性能评估和再利用方法方面的挑战。参考文献[8]强调了标准化、有效电池管理和监管适应性的必要性，以实现可靠的固定储能。类似地，参考文献[9]概述了从拆卸和分类到先进电池管理系统（BMS）设计的全过程。这些研究表明，人们对二次利用电池的应用表现出浓厚兴趣，但该领域仍处于发展阶段，远未完全成熟。尽管大多数研究集中在电池回收或提供总体概述上，但SLB应用的具体技术挑战尚未得到充分探讨。退化过程的不确定性、性能不可预测性、缺乏标准化评估方法以及汽车和固定储能需求之间的不匹配，持续阻碍了SLB大规模实施的可行性。同时，缺乏统一的监管标准和经济模型也使得构建稳健的二次利用生态系统变得困难。
本文从技术角度出发，回应了这些挑战，特别关注未解决的难题及新兴解决方案的比较分析。本研究的主要贡献包括：
•提供各行业二次利用电池项目的全球概览，突出关键经验和比较见解。
•探讨限制SLB部署的主要技术障碍，如退化机制、性能不一致性和预测建模的难度。
•评估支持技术，如基于人工智能的诊断和预测技术、先进的电池管理系统，并评估它们克服SLB应用当前挑战的潜力。
•通过生命周期评估（LCA）和成本效益分析，展示二次利用选项在可持续性方面的量化收益。
•分析监管框架和政策空白，探讨将SLB应用与循环经济原则和长期能源战略相协调的机会。
本文的其余部分结构如下：第2节回顾了全球范围内使用二次利用电池的项目和倡议；第3节分析了废旧电池再利用的技术挑战；第4节讨论了支持技术及其应用领域，重点介绍基于人工智能的管理工具；第5节量化了环境和经济影响；第6节分析了扩展SLB应用的监管框架和市场障碍；第7节总结了结论和未来研究方向。
