本文以在車用階段充放電使用模式不同的大巴和出租車兩類典型退役電池模塊為試驗對象，研究分析了其初始容量分布特征、離散性以及單體電池容量衰減特性和衰減突變現(xiàn)象。

退役電池初始容量性能及其離散性

退役電池存在先天的一致性差，表現(xiàn)在電池間存在比新電池更為明顯的電壓差、內(nèi)阻差及容量差，還表現(xiàn)為電池間前述外特性參數(shù)分布特性不均一。

本文選取了兩組研究樣本。第一個研究樣本來自公交大巴換電模式運(yùn)行5年后的退役電池。電池為軟包磷酸鐵鋰，單體額定容量22Ah，電池模塊由單體電池以2串12并組成(模塊規(guī)格：6.4V，額定容量264Ah)。

從中選取了56個電池模塊，對其放電容量進(jìn)行了測試，測試方法參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T743-2016《電動汽車用鋰子蓄電池》。本實驗中采用的電池容量測試方法如下：在20±5℃條件下，先將電池殘余電量放完，靜置15min，以0.3C對電池恒流充電至3.65V轉(zhuǎn)為恒壓充電，至充電電流降至0.05C，認(rèn)為電池充滿電。靜置0.5h后，以0.5C恒流放電至電壓降到2.8V，記錄放電電量作為電池的容量。

測試結(jié)果見圖1，由圖1可以看出，電池模塊剩余容量分布在45%～80%，其中，70%及以上剩余容量占61%，80%及以上剩余容量占14%，剩余容量離散性十分突出。

圖1退役電池樣本1的模塊容量分布圖

第二個研究樣本來自出租車投運(yùn)4年后的退役電池。電池為鋁殼磷酸鐵鋰，單體電池額定容量200Ah，單個模塊由單體電池以8串1并組成(模塊規(guī)格：25.6V，額定容量200Ah)。

從中選取了132個電池模塊，對其放電容量進(jìn)行了測試，測試方法與前述樣本1的相同。測試結(jié)果見圖2，從圖中可以看出，模塊最大容量為182.854Ah，最小容量為150.139Ah，最大、最小容量差值為32.715Ah，剩余容量分布在75%～92.5%，均分布在75%及以上區(qū)間。

圖2退役電池樣本2的模塊容量分布圖

綜上所述，大巴車和出租車退役電池模塊剩余容量均表現(xiàn)出明顯的離散性。但是，本文中樣本2的剩余容量百分?jǐn)?shù)及剩余容量一致性明顯優(yōu)于樣本1。

新電池配組時通常按容量差不大于±3%的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，若退役電池梯次利用配組時執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)，將有很大比例的電池?zé)o法配組再利用。鑒于退役電池離散性明顯的特征，其電池模塊不可能處于同一容量差區(qū)間內(nèi)，而只有處于同一容量差區(qū)間的電池模塊才可配組使用。以研究樣本1為例，當(dāng)配組標(biāo)準(zhǔn)定為±3%時，有66個模塊(50%比例)處于同一容量差區(qū)間內(nèi)，其余66個模塊則分別分布于5個不同的容量區(qū)間。即若配組標(biāo)準(zhǔn)按容量差不大于±3%的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行時，分布于6個不同容量差區(qū)間內(nèi)的電池模塊無法配組成1組電池以梯次利用，詳見表1。

表1當(dāng)配組標(biāo)準(zhǔn)定為±3%時，退役電池樣本2的模塊容量差分布特征

因此，對于批量退役電池梯次利用，一種技術(shù)路線是通過電池管理技術(shù)彌補(bǔ)電池間的不一致性，另一種技術(shù)路線是在儲能系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計時采用更多的并聯(lián)支路，使每一支路電池(或電池模塊)數(shù)量較少，有較小的容量差和較好的一致性。