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摘要：车用淘汰锂离子电池的梯次利用,是降低动力电池全寿命周期成本,提升电池的利用价值的有效手段。车用淘汰电池的再循环寿命是制约电池梯次利用的关键问题之一。本文从梯次利用电池再循环过程中的衰退机理角度出发,主要致力于研究梯次利用电池容量和内阻的再循环特性及其之间的相互关系,具体研究内容及结论如下：(1)深入分析了不同充放电倍率应力和SOC循环区间应力下电池欧姆内阻和极化内阻的再循环特性,并利用多重线性回归的方法建立了不同SOC循环区间应力下电池的欧姆内阻、极化内阻增长率和全区间电池欧姆内阻、极化内阻增长率之间的函数模型,与实际全区间循环的对应数据对比验证了该模型的有效性,减少了电池寿命预测的时间成本。(2)量化分析了电池再循环过程中的热力学损失和动力学损失,结果显示梯次利用电池再循环使用时,锂离子和活性材料的损失是电池容量损失的主要部分,并且历史使用路径的差异性对电池再循环使用过程中容量的衰退方式会产生深远影响,旧电池很可能会出现一些异常于新电池的现象。利用容量增量(ICA)分析方法,对比分析了梯次利用电池在倍率、SOC循环区间与循环老化相互耦合作用下的电池容量衰退机理及材料退化规律。建立了基于退化轨迹的梯次利用电池寿命预测模型,该模型确定了梯次利用电池寿命与SOC循环区间应力的数学关系,这对于储能工况下梯次利用电池循环寿命的预测具有重要意义。(3)利用典型相关分析方法,确立了该批次电池再循环使用过程中容量衰退率和欧姆内阻增长率与极化内阻增长率之间的关系模型,模型具有较高的精度和普适性,8只电池的实验数据一致显示电池的容量衰退率和内阻增长率之间均符合一定的平面关系。(4)建立了电化学阻抗谱模型,对比分析了新旧电池的电化学特性参数,发现电池老化过程中欧姆内阻,电化学极化阻抗,电双层电容及锂离子的扩散系数与电池健康状态联系密切。对比分析了新旧电池的外特性参数如SOC-OCV曲线、ICA曲线、倍率充放电效率,结果表明SOC-OCV曲线在电池的全寿命周期内并未随电池健康状态的变化发生整体升高和降低的趋势,在实际应用中,应加强对一些恶劣工况下(高低温,大倍率)电池管理系统中SOC-OCV的参数进行定期修正；在电池的衰退过程中,电极材料的损失及动力学特性的变化使得ICA曲线上部分峰的位置,尖锐程度均发生显著改变；当容量衰退率在一定范围内,电池具有良好的倍率特性和充放电效率,但是当容量衰退至50%时,倍率特性和充放电效率显著降低,因此车用淘汰锂离子动力电池梯次利用时,适合投入到一些小倍率充放电的储能工况中。