电动汽车中锂电池的容量下降到其初始值的70%-80%时，必须从电动汽车中退役，以确保电动汽车的安全性和续航里程。对于少量残值低的锂电池，它们被直接回收利用。当锂电池的容量在梯次利用过程中下降到其初值的30%-40%时，将第二次退役并用于材料回收。
图1. 动力电池循环利用的4R模式
一、关于退役锂电池梯次利用的研究较早在欧洲，美国，日本和其他国家进行。
1996年，阿贡国家实验室从事电动汽车电池生命周期价值的研究。
2002年，退役的电池被桑迪亚国家实验室用于储能系统。
2009年，东芝开始重复使用退役的锂电池，开展剩余价值租赁业务。
2010年，4R能源公司在日本成立，研究退役汽车电池在储能系统中的二次利用。
2011年，美国国家可再生能源实验室将电动汽车退役的锂电池用于储能系统和商业住宅建筑的二次使用。
2012年，通用汽车使用退役的锂电池为小家庭构建电源系统。
2016年，博世利用宝马i3退役电池，建成了大规模的“光伏-电池储能-电 ”系统。
2016年，中国铁塔公司应用退役锂电池为移动通信基站建设应急电源。
2017年，梅赛德斯奔驰利用1000辆电动汽车的退役电池建设储能站。
2017年，中国某新能源科技公司建成MWh级储能站，，用于为电 切峰补谷
梯队利用在全世界范围内得到了积极发展。电动汽车公司、电池公司和研究机构正在积极探索和实践梯队利用的关键技术和应用。
图2. 锂离子电池梯次利用发展历程
二、梯次利用的应用场景包括静态场景和动态场景。
典型的静态场景是储能系统，它应用于发电或配电或用户侧的储能，如通信基站、建筑储能、微电 等。典型的动态场景是低速车辆的动力源，如电动自行车、低速滑板车、物流车、城市环卫车。
图3. 梯次利用典型场景：家用储能系统；通信基站；低速电动车；发电站等
目前，梯队利用主要有两条技术路线：
（A）小区级梯队利用。首先，将退役的电池模块拆卸成单节电池。然后，测试或估计电池的电池容量，内阻，自放电或其他参数，并根据上述一个或多个指标对这些电池进行排序。最后，对细胞进行重新组合以进行二次利用。
（B） 模块一级的梯队利用情况。该模块直接用作测试、排序和重新分组的基本单元 。
一般来说由于材料和技术的不成熟，退役模块中每个电池的剩余容量不均衡。在这种情况下，技术路线（A）是一个理想的方案，并被广泛使用。但是(A)方案增加了电池拆卸与重组成本，降低了经济效益。
图4. 三种不同水平的动力电池梯次利用优缺点对比：1）电芯；2）模组；3）电池包
随着电池材料和制造工艺的进步，同一退役电池模块中电池的一致性几乎没有区别，这为技术路线（B）提供了可能性。 此外，技术路线（B）充分利用退役电池模块中的每个组件，降低了集成成本，并且不需要拆卸成本。因此，技术路线（B）正在成为主流技术解决方案。
三、梯队利用仍面临诸多挑战，可归纳如下：
（1）退役电池材料体系、结构、制造工艺的多样性增加了梯队利用的难度。
（2）电池的历史数据通常缺失或碎片化，这使得很难准确评估退役电池的健康和剩余价值。
（3）退役的锂电池可能处于梯队利用过程中的加速老化期，这给梯队利用带来了潜在的安全隐患。
（4）退役电池的拆卸，测试，分类和重新组合需要花费。而且，新电池的价格正在下降。这些因素给梯队利用的经济性和必要性带来了严峻挑战。
（5）产业链尚未形成良性互动，政策法规有待完善。
图5. 两种退役电池回收模式：(a)欧美模式;(b)日本模式。
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