锂离子电池组的再制造遵循受控的流程：安全拆解电池组，清洁并检查组件，测试电池单元或模块并按状况分类，对可用的单元进行修复，重新组装匹配的组件，并在重新投放市场前对成品电池组进行最终验证。模块级测试至关重要，因为同一模块内的电池单元老化程度不均匀；测试可以在差异演变成电池组级别的故障之前，揭示容量、电压特性、内阻和健康状态（SOH）方面的差异。
再制造不仅仅是更换损坏的部件并重新组装电池组。它是一个测量、匹配和验证组件的过程，以确保重建后的电池组具有兼容的电气和安全特性。
标准再制造工作流程
1. 接收并评估报废电池组
流程始于接收到退回或报废的电池组，并根据化学成分、配置、应用场景以及可用的服务历史记录对其进行识别。
当汽车电池组损失了约 20% 的初始容量或内阻大约翻倍时，可被视为达到第一生命周期末期，但具体的阈值取决于应用场景和制造商的要求。
2. 拆解电池组
技术人员根据电池组的机械设计、电气架构和危险分类，采用相应的程序进行拆解。
在可行的情况下，电池组会被拆解到模块或电池单元级别。这使得潜在的可重复使用组件能够与损坏、不安全或需回收的材料分离开来，而不是将整个电池组视为不可用。
3. 清洁并检查组件
对拆卸下来的模块、电池单元、汇流排、连接器、外壳、冷却组件、布线和保护装置进行清洁和检查。
检查内容包括物理损坏、腐蚀、电解液泄漏、变形、过热、绝缘损坏以及其他可能导致组件不适合重复使用的状况。
4. 测试并分类电池单元或模块
根据电池类型、配置和测量状况对电池单元和模块进行测试和分类。
测试通常评估以下指标：
- 电压
- 放电容量
- 内阻
- 健康状态 (SOH)
- 容量变化
- 电气和物理状况
具有相似特性的组件随后可被组合在一起，用于制造兼容的再制造模块或电池组。不安全或过度退化的单元应送往适当的材料回收渠道，而不是重复使用。
5. 修复可用组件
合适的电池单元或模块可以通过受控程序进行修复，例如充电、放电、平衡、检查以及更换适当的附件部件。
修复并不能将每个组件恢复到原始状态。其目的是确认一个可用的单元能够满足其预期第二生命周期应用场景的性能和安全要求。
6. 重新组装再制造电池组
将分类并匹配好的组件组装成新的模块或电池组配置。
组装过程必须建立牢固的机械定位、可靠的电气互连、正确的电压关系，并与电池管理系统 (BMS)、传感电路、绝缘和热管理组件进行适当的集成。
7. 执行最终电池组测试
重建后的电池组在发布前需要进行全面的最终测试。
典型的检查包括电池组电压和电流行为、BMS 电压传感、电流传感输入、继电器或接触器操作、通信接口、电气隔离以及整体功能性能。
8. 重新投放至适当的应用场景
在通过必要的质量和安全检查后，电池组可以重新投放至其预期的用途。
该应用场景可能是原始服务类别，也可能是要求较低的第二生命周期用途，例如固定式储能。应根据电池组的测量状况来决定其应用，而不是假设每个回收的电池组都能支持其原始的工作周期。
为什么模块级测试至关重要
电池单元老化不均匀
经过长期使用后，电池模块在电气上并非从头到尾完全一致。
由于制造差异、温度暴露、运行历史和不均匀的负载，单个电池单元可能会产生不同程度的容量损失、内阻增加和电压特性变化。
电池组性能受限于最弱的单元
当不匹配的电池单元或模块连接在一起时，最弱的单元会限制可用容量，并导致 BMS 过早达到电压或安全限制。
测试识别可重复使用的容量
即使某些模块或电池单元仍然可用，一个完整的退回电池组看起来可能并不适用。
模块和单元级别的测量将可重复使用的单元与需要回收的组件分离开来，在避免假设整个电池组状况相同的同时，提高了回收效率。
匹配可减少不平衡和不稳定性
测试使再制造者能够将健康指标高度一致的组件组合在一起。
匹配容量、电压特性和内阻有助于重建后的电池组更均匀地充放电。没有这一步，一个严重退化的电池单元或模块可能会导致不平衡、过早关机或增加热风险。
测试支持基于证据的安全决策
仅凭目视检查无法可靠地确定剩余容量、内阻或未来的性能。
专业的电池测试系统提供了决定组件是否适合修复、再制造、进一步评估或材料回收所需的测量数据。
模块级测试应确定的内容
健康状态 (SOH) 和剩余容量
SOH 和剩余容量表明模块相对于其原始或定义的参考条件还能提供多少可用能量。
这些测量是决定模块是否可以组合以及所得电池组是否适合其预期用途的核心。
电压一致性
电压测量有助于识别异常电池单元、不平衡以及在同一组中表现不一致的模块。
在创建串联组之前和连接并联电池之前，电压匹配尤为重要，因为显著的差异可能会产生不必要的循环电流。
内阻
内阻会影响运行期间的电压降、发热、功率能力和效率。
具有显著不同电阻特性的模块可能会导致负载分配不均，从而产生性能不平衡和额外的热应力。
功能和 BMS 行为
测试还应验证允许电池组安全运行的元件，包括电压传感布线、电流测量、开关或继电器输出，以及适用的 CAN、RS-232 或 RS-485 等通信接口。
如果模块的传感、保护或通信功能不可靠，即使其电化学测量值合格，也可能不适用。
测试在质量控制中的位置
进料质量控制
在准备或组装之前，应对单个电池单元和模块进行电压、容量、物理状况和其他验收标准的检查。
这可以防止不合格的组件进入后续的工艺阶段。
预充电和平衡
在进行并联连接之前，应对串联组进行预充电和电压匹配。
受控的平衡降低了因连接组件之间存在显著电压差而导致危险电流流动的风险。
隔离测试
必须检查高压有源组件与底盘或外壳之间的电气隔离是否充足。
这有助于在电池组部署前检测绝缘故障和接地故障风险。
最终功能验证
组装完成后，应对完整的电池组在定义的运行条件下进行测试。
最终测试确认重新组装的系统（不仅仅是其单个模块）符合所需的电气、控制、通信和安全标准。
理解权衡
更多的测试增加了时间和设备需求
容量和电阻测量需要专门的设备、受控的程序，并且在许多情况下需要大量的测试时间。
然而，减少测试可能会通过电池组故障、保修索赔、安全事故和不可靠的第二生命周期性能，将成本转移到下游。
模块测试不能完全替代单元测试
模块级测试对于筛选和分类非常有价值，但它可能会掩盖模块内单个电池单元之间的差异。
如果模块的内部状况不确定，或者应用场景有严格的安全和性能要求，则可能还需要进行单元级评估。
修复不能消除老化
修复后的组件仍然是具有退化历史的二手组件。
测试可以确定它是否适用于定义的应用场景，但不能保证其原始容量、原始功率能力或无限的使用寿命。
标准和验收限制必须针对具体应用
适用于固定式储能的模块可能不适用于高功率汽车应用。
因此，验收阈值应反映预期用途、电池组设计、化学成分、安全要求和适用的质量程序，而不是依赖于单一的通用通过/失败值。
如何将此应用于您的项目
最可靠的工作流程是将测试视为每个阶段的决策点，而不是组装后增加的最终检查。
- 如果您的主要重点是安全重复使用： 谨慎拆解，检查物理和绝缘损坏，并在重新组装前要求进行模块或单元级测量。
- 如果您的主要重点是稳定的电池组性能： 使用 SOH、容量、电压特性和内阻来匹配模块，而不是仅按型号或外观进行分组。
- 如果您的主要重点是第二生命周期部署： 根据目标应用场景（如固定式储能或低功率服务）的实际要求对回收组件进行分级。
- 如果您的主要重点是制造质量： 结合进料检验、平衡、隔离检查、BMS 验证和全面的最终电池组测试。
- 如果您的主要重点是回收效率： 测试单个模块或电池单元以识别可用单元，而不是因为某些组件故障就自动粉碎整个电池组。
一个成功的再制造计划将电池的变异性转化为可测量、可控的决策，确保只有兼容且证明适用的组件才能重新投入使用。
总结表：
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 1. 接收与评估 | 接收报废电池组；确认化学成分、配置和历史记录。 |
| 2. 拆解 | 拆解至模块/单元级别，将可重复使用部件与可回收部件分开。 |
| 3. 清洁与检查 | 清洁并检查物理损坏、腐蚀、泄漏及其他缺陷。 |
| 4. 测试与分类 | 测试电压、容量、电阻、SOH 和状况；对兼容组件进行分组。 |
| 5. 修复 | 根据需要充电、平衡、更换附件部件，以确认可用性。 |
| 6. 重新组装 | 组装匹配的组件，确保机械、电气和热完整性。 |
| 7. 最终测试 | 验证电压、BMS、继电器操作、隔离和整体性能。 |
| 8. 重新投放 | 根据测量状况发布至指定应用场景。 |
确保您的电池再制造通过可靠的测试设备达到最高标准。KINTEK 为电池研发和先进材料研究提供全面的实验室解决方案，包括电池单元制造、测试和质量控制。我们的产品组合支持整个再制造工作流程——从拆解到最终验证。立即联系我们，优化您的再制造流程，提升安全性、性能和盈利能力。与我们的专家取得联系，讨论 KINTEK 如何支持您的具体需求。