简述退役电池梯次利用的核心技术

本文分别以出租车及换电公交大巴退役磷酸铁锂电池模块为研究对象，测试并分析了其放电容量分布特性。随机抽取若干上述公交大巴退役电池模块拆解成单体电池，从中再随机抽样选取12支进行2000次容量循环测试，选取#1～#4电池的容量循环实验结果，研究其容量衰减特性及衰减率，并对退役电池衰减突变现象进行了分析。

研究发现，退役电池剩余容量及容量衰减特性满足梯次利用要求，但是容量不一致性给电池重组及管理带来了挑战，同时个别电池容量存在衰减突变现象，影响梯次利用储能系统可靠运行。

锂离子电池具有比能量高、高温特性好、循环寿命长等优点，广泛应用于各类电动汽车。电动汽车对动力电池的性能要求较高，当动力电池的容量下降到一定程度后，为了确保电动汽车的动力性能、续驶里程和运行过程中的安全性能，必须对其进行更换。通常，从电动汽车上更换下来的退役动力电池(简称“退役电池”)，仍具有较高的剩余容量，经过筛选和重新配组，可应用于运行环境相对良好、充放电工况相对温和、对电池性能要求相对较低的储能场合，实现动力电池的梯次利用。

退役电池梯次利用的核心技术主要包括电池分选评估、成组均衡、运行维护、经济性评估等技术。退役电池重组集成后，目前主要应用于低速电动车、助力车、直流电源、微电网等场景，在大规模储能技术领域也有应用可能性。相关研究机构从不同技术及应用角度开展了相应的研究。

E.L.Schneider等详细研究了从大量退役镍氢动力电池及锂离子动力电池中挑选可再利用电池的方法，并测试分析了这些电池的性能，发现其剩余容量十分可观。郭剑波等发明了一种电动汽车动力电池梯次利用的分级方法，将电池健康状态评估结果与电池的使用条件结合起来，对梯次利用动力电池进行分级。

吴文龙等发明了一种退役电池梯次利用分选评估方法，并开发出电池无损分选检测技术，可分选出剩余容量较高的退役电池。张彩萍等测试分析了退役电池循环过程中容量和内阻变化特性，进而研究其老化特性，发现二者离散性的增加伴随着电池明显的老化。赵光金等研究出一种退役单体电池可用性评价方法，建立了基于核心关键参量的电池健康状态评估方法体系，通过容量、内阻、循环性能及隔膜降解特性筛选可梯次利用的单体电池。

JaeWanPark等开发了一种退役电池组能量管理单元，该管理单元最大的亮点在于可以准确评估识别电池模组中性能最差的电池，并采取相应的均衡管理措施。Wu-YangSean等开发了一种高转换效率的退役电池能量管理系统：在电池能管理系统上并联超级电容器，为电压劣化明显的电池提供尖峰能量，实现电池均衡和能量管理。

赵光金等提出了主被动协同响应的退役电池均衡技术，其中主动均衡采用DC-DC能量转移技术，被动均衡为传统的并联热电阻方法，在此基础上研制出的电池管理系统在充、放电阶段均可进行能量均衡。

总结上述研究现状可知，目前缺少对典型退役电池循环性能试验数据及其分析结果的研究，不利于后续电池梯次利用重组方法及衰减特性的研究。多个早期投运的退役电池梯次利用储能示范工程多已退运，运行过程中个别电池模块性能存在衰减加速、突变的现象较为普遍，但是相关的运行数据及典型故障分析未见报道，其分析表征方法还不完善，不利于规模化梯次利用储能技术推广。