Med samhällets ökade användning av elfordon kommer det att finnas stora mängder uttjänta litium-jonbatterier tillgängliga. Att återanvända dessa för en annan tillämpning i ett andra liv kan både minska slöseri med materialen och göra energilagringssystem mer överkomliga i pris. Denna masteruppsats undersökte potentialen hos två olika applikationer för återbruk; energilagring för frekvensreglering i elnätet, och energilagring av solenergi för topputjämning för en snabbladdningsstation för elfordon. Dessa applikationer jämfördes sedan med ett cykelschema vid 1C-laddning och urladdning. Avhandlingen inkluderade studier av celler med fyra olika åldringshistoriker: nya och åldrade celler cyklade vid 29 °C eller 10 °C. Simuleringar utfördes med modellverktyget Comsol Multiphysics Lumped battery model av förväntad kapacitetsförlust för de nämnda cellerna. Data från exempelcykler typiska för frekvensreglering och laddstationer kopplade till solceller under sommar respektive vinter användes i simuleringarna.

De olika åldringshistorikerna för cellerna visade liten (om någon) inverkan på kapacitetsförlusten, förutom för 1C-laddnings-/urladdningscykeln. Detta berodde på det faktum att många av parametrarna som användes för simuleringarna av kapacitetsförlusten var desamma för alla åldrande celler. 1C-laddnings-/urladdningscykeln gav å andra sidan mer nedbrytning för de åldrade cellerna, eftersom de cyklades över ett bredare SOC-fönster. När man jämför skillnaderna i kapacitetsförlust för laddstationstillämpningen mellan sommar och vinter med frekvensreglering observerades minst åldring för frekvensregleringen. Resultaten antyder att frekvensreglering skulle kunna vara en lämplig applikation för användning av uttjänta batterier.

With society’s increased use of electric vehicles, there will be vast amounts of discarded lithium-ion batteries available. Re-using these discarded batteries for another application as a second life could both mitigate waste and make energy storage systems more affordable. This master thesis investigated the potential of two different applications for second-life batteries; energy storage for frequency regulation in the electric grid, and energy storage of solar energy for peak-shaving for a fast-charging station for electric vehicles. These applications where then compared to a 1C charge/discharge cycling scheme. The thesis included studies of cells with four different ageing histories such as: cycle-aged and unaged cells cycled at 29 °C or 10 °C. Simulations regarding capacity fade for the mentioned cells cycled using data from frequency regulation and charging station applications were conducted using Comsol Multiphysics’ Lumped battery interface.

The different ageing histories of the cells presented low (if any) impact on the capacity fade, except for the 1C charge/discharge cycling. This was due to the fact that many of the parameters used for the capacity fade simulations were the same for all cell ageing histories. The 1C charge/discharge cycling on the other hand, presented more degradation for the unaged cells, because they were cycled over a broader SOC window. When taking into account the differences in capacity fade for the charging station application between summer and winter, the least degradation was observed for the frequency regulation. This finding implies that frequency regulation would be a suitable application for second-life battery use.