库存锂离子电池并非处于静止状态：电芯即使在闲置时也会损失可用容量并产生更高的内阻，从而导致原本相同的单元之间出现差异。一个实用的规划估算值约为每年 2% 的容量损失，但实际速率在很大程度上取决于化学体系、温度、荷电状态 (SoC)、存储时长以及先前的用途。因此，在组装前进行定期测试至关重要，以便识别退化的电芯、匹配兼容的组件，并防止劣质库存影响成品电池组的质量。
容量衰减会降低库存电芯的经济价值和互换性。通过重新检查容量、内阻、电压稳定性和自放电的测试协议，工程师可以根据当前状况对库存进行分类，而不是仅仅依赖电芯的存放时间或原始规格。
为什么库存电池会随时间发生变化
静置期间的日历老化持续进行
锂离子电芯即使在不进行循环充放电时也会经历日历老化。持续的化学反应，特别是负极上固体电解质界面膜 (SEI) 的生长，会消耗活性锂并降低可用容量。
这意味着存储时间必须被视为一个质量变量，而不仅仅是一个物流变量。
容量损失降低了可用能量
随着容量下降，电芯无法再在相同的运行限制下提供相同数量的能量。因此，一组具有不同容量水平的电芯所产生的可用电池组能量可能会低于预期。
名义上相同的库存经过长期存储后，在电气性能上可能会变得不均匀。
内阻增加
老化还会增加内串联电阻，这会降低效率、增加负载下的电压降，并可能限制功率输出。电阻增长在电芯使用寿命末期尤为重要。
因此，两个开路电压相似的电芯在充电或放电时的表现可能会大相径庭。
什么因素会加速衰减
温度是主要的存储风险
较高的存储温度会加速寄生反应，包括电解液分解和 SEI 生长。补充证据表明，温度对容量损失的影响可能比单纯的 SoC 更大。
极高的温度会导致容量迅速下降，而较凉爽的存储环境通常能更有效地保持容量。
高荷电状态 (SoC) 会增加压力
高 SoC 会使电极电位不稳定并增加界面应力。因此，将电芯长时间保持在高 SoC 下会加速容量衰减和电阻增长。
高温和高 SoC 的结合尤其具有破坏性，并可能导致强烈的非线性电阻增长。
存储条件影响库存价值
容量衰减通过两种方式降低库存价值：符合原始规格的电芯减少，以及测试、分拣和匹配它们所需的劳动力增加。
控制不当的存储还会增加将退化电芯组装到电池组中的风险，而这些电芯的局限性在基础检查中可能无法被发现。
衰减如何产生加工质量风险
电芯不匹配会破坏模块稳定性
串联或并联连接的电芯应具有兼容的电气特性。容量或电阻的显著差异会导致模块间不平衡、荷电状态不均以及性能不一致。
在严重的情况下，最弱的电芯会限制整个组件的可用容量。
仅靠电压是不够的
开路电压提供了有用的筛选信息，但它不能完全反映剩余容量或动态电阻。电压相似的电芯可能具有不同的退化历史和不同的负载表现。
因此，仅基于电压的加工决策可能会错误地分类老化的库存。
同一批次内的退化可能不均匀
存储条件、初始 SoC、制造差异和先前的循环使用情况在不同电芯或模块之间可能存在差异。因此，经过的时间不足以作为衡量状况的指标。
库存应根据测得的健康状态 (SoH) 和电气行为进行评估，而不是仅按批次存放时间来评估。
建立有效的测试协议
从受控的进货检验开始
记录每个电芯或模块的标识、存储时长、存储温度、可用的 SoC 历史记录以及先前的测试结果。在进行电气测试之前，应使用视觉和物理检查来识别明显的损坏或异常状况。
可追溯性使得后续的性能差异能够与存储和加工历史联系起来。
组装前重新检查容量
受控的充放电测试可以直接测量当前的可用容量。该测量结果应与适用的规格或内部验收限值进行比较。
容量测试是确定库存是否仍支持预期电池组设计的最直接方法。
测量内阻
内阻测试可以识别出可能产生过大电压降、发热或功率限制的电芯。它还有助于区分容量相似但功率能力不同的电芯。
电阻结果应进行一致性解读，因为测试条件和测量方法会影响报告的数值。
监测电压稳定性和自放电
在受控条件下充电并静置后，工程师可以监测电压随时间的变化。异常的电压下降可能表明自放电升高或存在内部缺陷。
自放电筛选对于检测那些在电池组集成后可能偏离相邻电芯的单元特别有用。
使用受控的温度和 SoC 条件
带有环境控制的测试系统允许工程师评估容量和电阻在特定温度和 SoC 条件下如何变化。这对于库存鉴定和日历老化研究都很重要。
受控条件使结果具有可比性，并有助于区分电芯固有的退化与测试或组装带来的影响。
组装前对电芯进行分类和匹配
电芯应根据测得的容量、电阻、电压行为以及（在相关时）自放电特性进行分组。按当前状况匹配组件可降低成品模块中的不平衡风险。
超出预期类别的电芯应根据记录的标准进行返工、分配到其他应用或报废。
将测试数据转化为过程控制
建立验收标准
只有当结果能带来一致的决策时，协议才有用。定义每种产品或加工路线所需的容量、电阻、电压稳定性和自放电限值。
限值应反映成品电池组的电气设计、安全要求和性能目标。
跟踪随时间变化的退化趋势
按电芯、模块、批次和存储间隔存储测试结果。趋势分析可以揭示退化是否在加速，以及特定的存储位置或条件是否导致了异常损失。
这支持了比等到成品电池组检查失败时再进行干预更早的行动。
区分日历老化和循环老化
日历老化源于时间、温度和 SoC，而循环老化源于重复的充放电。这些机制会产生不同的容量和电阻特征。
在记录中将它们分开有助于根本原因分析，并帮助工程师设定适当的存储和使用限值。
利用测试改进存储指南
受控的老化研究可以比较温度和 SoC 的组合，并量化它们对容量和电阻的影响。由此产生的证据可以指导存储条件、检查间隔和库存周转。
因此，测试不仅支持最终筛选，还支持更好的仓库和制造政策。
理解权衡
更多的测试会增加加工时间
容量和自放电测试需要时间、设备和受控条件。当库存量大时，对每个单元进行相同深度的测试可能会降低吞吐量。
基于风险的协议可以采用初步筛选，随后对较旧、处于临界状态或异常的电芯进行更广泛的测试。
快速测量可能不够全面
快速的电压或电阻检查效率很高，但当能量保持是关键要求时，它们无法取代容量验证。相反，对于低风险应用，可能不需要对每个电芯进行全容量测试。
正确的平衡取决于包含退化组件所带来的后果。
存储控制不能消除退化
较凉爽的条件和适当的 SoC 可以减少衰减，但不能停止日历老化。即使是保存良好的库存，在长期存储后也应在集成前进行重新测试。
存储管理和电气鉴定是互补的控制手段。
阈值必须与应用相匹配
适用于一种再制造应用的电芯可能不适合高功率或严格平衡的电池组。应用统一的验收阈值要么会造成不必要的浪费，要么会允许过高的质量风险。
验收标准应与最终产品的设计要求挂钩。
如何将其应用于您的加工工作流程
测试应被视为库存与组装之间的关卡，并辅以可追溯的存储和电气记录。
- 如果您主要关注组装质量：在将电芯匹配到模块或电池组之前，重新测试容量、内阻、电压稳定性和自放电。
- 如果您主要关注库存价值：使用定期的状况测试和分类，在质量进一步恶化之前识别可用、降级和不合适的库存。
- 如果您主要关注研发：使用受控的温度和 SoC 矩阵来测量日历老化，并建立基于证据的存储和 SoH 模型。
- 如果您主要关注吞吐量：将快速筛选与针对老化、临界或异常电芯的深度测试相结合，而不是不加区分地应用相同的测试深度。
通过受控的存储、可追溯的记录和基于状况的测试，电池加工商可以将不确定的老化库存转化为可测量和可管理的质量决策。
总结表：
| 因素 | 对库存电芯的影响 | 测试/缓解措施 |
|---|---|---|
| 日历老化 | 随时间推移逐渐出现容量损失和电阻增加 | 定期进行容量和电阻测试 |
| 温度 | 高温加速退化 | 受控的存储和测试环境 |
| 荷电状态 (SoC) | 高 SoC 增加压力和退化 | 在适中的 SoC 下存储，测试电压稳定性 |
| 自放电 | 不均匀的自放电导致电芯不匹配 | 监测电压随时间的变化，进行自放电筛选 |
| 内阻 | 电阻增加降低性能 | 测量电阻并对电芯进行分类 |
| 电芯不匹配 | 不兼容的电芯导致电池组不稳定 | 组装前进行容量和电阻匹配 |
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