T-CIAPS 0037-2024 大圆柱磷酸铁锂电池技术规范

TechnicalspecificationsforlargecylindricallithiumironphosphateIT/CIAPS0037—2024 II 12规范性引用文件 13术语和定义 14符号及缩略语 25规格型号 26要求 27实验方法 48检验规则 99标志、包装、运输和储存 12T/CIAPS0037—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本标准的某些内容可能涉及专利，本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由中国化学与物理电源行业协会提出并归口提出。本文件主要起草单位：惠州亿纬锂能股份有限公司（湖北亿纬动力有限公司）、横店集团东磁股份有限公司、安徽得壹能源科技有限公司、航天锂电科技（江苏）有限公司、深圳市中基自动化股份有限公司。本文件参与起草单位：河南新太行电源股份有限公司、江苏中兴派能电池有限公司、武汉逸飞激光股份有限公司、瑞浦兰钧能源股份有限公司、江西华立源锂能科技股份有限公司、云山动力（宁波）有限公司、东莞市创明电池技术有限公司、武汉中原长江科技发展有限公司、无锡市金杨新材料股份有限公司、惠州锂威新能源科技有限公司、苏州瀚川智能科技股份有限公司、天能电池集团股份有限公司、因湃电池科技有限公司、永康市深伟业科技有限公司、广州鹏辉能源科技股份有限公司、凌云光技术股份有限公司。本文件主要起草人：詹园园、陈校军、苗培霜、江敏、徐悦斌、杜国庆，张奇龙，王国光，孟华东、王宏栋、章国刚、王磊、王林、李中兵、曾祥兵、陈成兵、宋二虎、王亮、杨庆亨、杨亦双、冉昌林、蔡汉钢、陈丹丹、李文、袁定凯、赵立娜、赵斯琦、王朋、张磊、华健、周勤勇、黎惠锋、杨涛锋、郭鑫、孔鹤鹏、刘太刚、程建良、赵红维、杨皓琨。本文件为首次发布。1T/CIAPS0037—2024大圆柱磷酸铁锂电池技术规范本文件规定大圆柱磷酸铁锂电池的型号、性能要求、安全要求及标志、包装、运输和储存要求。本文件适用于应用在便携储能，家庭储能，基站储能，直径≥32mm的圆柱形磷酸铁锂电池。应用到其他领域的大圆柱磷酸铁锂电池可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T191包装储运图示标志GB/T2423.10环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动(正弦)GB/T36276-2023电力储能用离子电池DL/T2528-2017电力储能基本术语3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1锂离子电池lithiumionbattery利用锂离子作为导电离子，在阳极和阴极直接移动，通过化学能和电能相互转化实现充放电的装置。[来源：DL/T2528-2017，4.2.2.1，有修改]3.2圆柱电池cylindricalbattery电池总高度等于或大于直径的圆柱形电池。3.3大圆柱电池Large-cylinderbattery直径大于等于32mm的圆柱电池。3.4额定容量ratedcapacity制造商标明的电池容量，单位为Ah。3.5漏液leakage非设计的，可见的液体电解质的漏出。[来源：GB/T36276-2023，3.1.9，有修改]3.6起火fire电池任何部位发生持续燃烧的现象，火花、拉弧现象不属于起火。[来源：GB/T36276-2023，3.1.7，有修改]3.7爆炸explosion电池壳体破裂，伴随响声，且有固体物质等主要成分抛射的现象。[来源：GB/T36276-2023，3.1.8，有修改]2T/CIAPS0037—20243.8型式试验typetest对有代表性的样品所进行的试验，其目的是确定其设计和制造是否符合规定检测项目的要求。4符号及缩略语下列符号适用于本文件。C：额定容量（Ah）。I2：2小时率放电电流，其数值等于C/2(A)。5规格型号5.1圆柱电池形状示意圆柱电池的形状和尺寸示意按图1所示。图1圆柱电池的形状和尺寸示意图5.2圆柱电池尺寸系列本标准规定圆柱电池直径大于32mm的电池系列，尺寸系列如表1所示。表1圆柱电池尺寸系列序号外形尺寸（单位：mm）N1（公差范围±1）N2（公差范围±2）132/3365～3002403464606要求6.1外观要求按7.2检验时，外观不得有变形及裂纹，表面无毛刺、干燥、无外伤、无污染，且有清晰、正确的标志。6.2极性要求按7.3检验时，端子极性标识应正确、清晰。3T/CIAPS0037—20246.3尺寸和质量按7.4检验时，电池外形尺寸、质量应符合其提供的产品要求。6.4电性能要求6.4.1放电性能6.4.1.1室温放电容量按7.5.2试验时，其放电容量应不低于额定容量，并且不超过额定容量的110%，同时所有测试对象初始容量极差不大于初始容量平均值的5%。6.4.1.2低温放电容量按7.5.3试验时，其放电容量应不低于初始容量的80%。6.4.1.3高温放电容量按7.5.4试验时，其放电容量应不低于初始容量的97%。6.4.2倍率放电性能按照7.5.5进行试验，2I2倍率下的放电容量不低于额定容量的95%。6.4.3循环性能6.4.3.1常温循环按7.5.6试验时，2000次的容量保持率不低于90%或4000次的容量保持率不低于80%。6.4.3.245℃循环按7.5.7实验时，1000次的容量保持率不低于85%或2000次的容量保持率不低于70%。6.4.4荷电保持率和容量恢复性能6.4.4.1常温荷电保持率按7.5.8试验时，荷电保持率应不低于初始容量的96%，容量恢复率应不低于初始容量的97%。6.4.4.2高温荷电保持率按7.5.9试验时，荷电保持率应不低于初始容量的95%，容量恢复率应不低于初始容量的96%。6.5安全与环境适用性要求6.5.1过放电按7.6.1方法进行过放电试验，电池应不起火、不爆炸。6.5.2过充电按7.6.2方法进行过充电试验，电池应不起火、不爆炸。6.5.3高温外部短路按7.6.3方法进行外部短路试验，电池应不起火、不爆炸。6.5.4跌落按7.6.4方法进行跌落试验，电池应不起火、不爆炸，泄压阀之外的地方不允许破裂。6.5.5加热4T/CIAPS0037—2024按7.6.5方法进行加热试验，电池应不起火、不爆炸。6.5.6挤压按7.6.6方法进行挤压试验，电池应不起火、不爆炸。6.5.7低气压按7.6.7方法进行低气压试验，电池应不漏液、不起火、不爆炸，测试前后压差不大于50mV。6.5.8振动按7.6.8方法进行振动试验，电池应不漏液、不起火、不爆炸，测试前后压差不大于50mV。6.5.9温度循环按7.6.9方法进行温度循环试验，电池应不漏液、不起火、不爆炸，测试前后压差不大于50mV。7实验方法7.1实验条件除另有规定，实验环境应符合以下要求：a)温度：25℃±5℃,标准中提到的室温是指25℃±2℃。b)相对湿度：15%～90%。c)大气压力：86～106kPa。7.1.2测量仪器、仪表准确度测量仪器、仪表应准确度符合以下要求：a)电压测量装置：±0.5%FS；b)电流测量装置：±0.5%FS；c)温度测量装置：±2℃;d)时间测量装置：±0.1%FS；e)尺寸测量装置：±0.1%FS；f)质量测量装置：±0.1%FS。7.2外观检测在良好的光线条件下，用目测法检测电池的外观。7.3极性检测用电压表检测电池极性。7.4尺寸和质量检测用量具和衡量器测量电池的外形尺寸及质量。7.5电性能测试7.5.1标准充电室温下，电池以I2电流放电至企业规定的放电终止电压，搁置30min（或企业提供的不大于1h的搁置时间），然后按企业提供的充放电方法进行充电。若企业未提供充电方法，则依据以下方法充电：5T/CIAPS0037—2024a)以I2电流恒流充电至企业规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.05C（A）时停止充电。b)充电停止后搁置30min（或企业提供的不高于1h的搁置时间）。7.5.2室温放电容量按照如下步骤测试室温放电容量：a)电池按照7.5.1的方法进行充电；b)室温下，电池以I2电流放电，放电至企业规定的放电终止电压；c)计算放电容量（以Ah计），计算放电比能量（以Wh/kg计）；d)重复步骤a）～c）5次，连续3次试验结果的极差小于额定容量的3%，可提前结束试验，取最后3次试验结果的平均值。7.5.3低温放电容量按照如下步骤测试低温放电容量：a)电池按7.5.1的方法充电；b)电池在-5℃±2℃下搁置24h；c)电池在-5℃±2℃下，以2I2电流放电至企业提供的放电终止电压；d)计算放电容量（以Ah计）。7.5.4高温放电容量按照如下步骤测试高温放电容量：a)电池按照7.5.1的方法充电；b)电池在55℃±2℃下搁置12h；c)在55℃±2℃下，以I2电流放电至企业提供的放电终止电压；d)计算放电容量（以Ah计）。7.5.5倍率放电性能在25℃±2℃温度下，按照下列步骤测试倍率充放电性能：a)以I2电流恒流充电至企业规定的充电终止电压后转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充b)充电停止后搁置30min（或企业提供的不高于1h的搁置时间）；c)以I2电流放电至企业规定的放电终止电压；d)放电完成后搁置30min（或企业提供的不高于1h的搁置时间）。e)a）～d）循环三次；f)以2I2电流充电至企业规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电，搁置30min；g)以2I2恒流放电至企业规定的放电终止电压;h)计算放电容量（以Ah计）。7.5.6常温循环性能按照如下步骤测试常温循环性能：a)按照7.5.1的方法充电；b)搁置30min或企业规定的搁置时间；c)以I2放电至企业规定的放电终止电压，记录放电容量；d)按照b）～e）连续循环2000次，计算第2000次的放电容量与初始容量的比值；再按照b）~e）继续循环2000次（即总循环4000次），计算第4000次放电容量与初始放电容量的比值。7.5.745℃循环性能6T/CIAPS0037—2024按照如下步骤测试常温循环性能：a)以I2放电至企业规定的终止电压；b)放入45℃的恒温箱中，放置12h；c)以I2电流充电至企业规定的充电终止电压后转恒压充电，至充电电流降至0.05C时停止充电；d)搁置30min（或企业提供的不大于1h的搁置时间）；e)以I2放电至企业规定的放电终止电压，记录放电容量；f)按照ce）连续循环1000次，计算第1000次的放电容量与初始容量的比值；再按照b）~e）继续循环1000次（即总循环2000次），计算第2000次放电容量与初始放电容量的比值。7.5.8室温荷电保持和容量恢复能力按照如下步骤测试室温荷电保持和能力恢复能力：a)电池按7.5.1的方法充电；b)电池在室温下存储30天；c)室温下，电池以I2电池放电至企业规定的终止电压；d)计算荷电保持容量（以Ah计），并按下列公式计算室温容量保持率；式中：CK——室温荷电保持容量，单位为Ah；Cc——初始放电容量，单位为Ah。e)电池再按7.5.1的方法充电；f)室温下，电池以I2电池放电至企业规定的终止电压；g)计算恢复容量（以Ah计），并按下列公式计算室温容量恢复率。式中：Cr——室温荷电恢复容量，单位为Ah；Cc——初始放电容量，单位为Ah。7.5.9高温荷电保持和容量恢复能力按照如下步骤测试高温荷电容量保持和容量恢复能力：a)电池按7.5.1的方法充电；b)电池在55℃±2℃下储存7天；c)在室温下搁置6h后，以I2电流放电至企业规定的终止电压；d)计算荷电保持容量（以Ah计），已按下列公式计算高温容量保持率；式中：ChK——高温荷电保持容量，单位为Ah；Cc——初始放电容量，单位为Ah。e)电池按7.5.1的方法充电；f)室温下，电池以I2电流放电至企业规定的终止电压，已按下列公式计算高温容量恢复率；式中：Chr——高温荷电恢复容量，单位为Ah；Cc——初始放电容量，单位为Ah。g)计算恢复容量（以Ah计）。7T/CIAPS0037—20247.6安全性能测试7.6.1过放电过放电试验按如下步骤进行：a)试验对象为电池单体；b)试验对象按7.5.1的方法充电；c)以2I2电流放电90min；d)完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察1h。7.6.2过充电过充电试验按如下步骤进行：a)试验对象为电池单体；b)试验对象按7.5.1的方法充电；c)以制造商规定且不小于1I2的电流恒流充电至制造商规定的充电终止电压的1.5倍或时间到1h，停止充电；d)完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察1h。7.6.3高温外部短路外部短路试验按如下步骤进行：a)试验对象为电池单体；b)试验对象按7.5.1的方法充电；c)将试验对象正极端子和负极端子分别连接导线，并确保外部线路电阻不大于5mΩ;d)放置在57℃±4℃的环境中，待电池达到57℃±4℃后，再放置30min；e)开启短路测试，使正负极端子连接，试验过程中监测电池温度变化，当出现以下两种情形之一时，试验终止：1)短接时间达到6h；2)电池温度下降至温度最大值的80%。f)完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察1h。7.6.4跌落跌落试验按如下步骤进行：a)电池按照7.5.1的方法充电；b)电池从1.5m高度自由跌落至水泥地面，两个底面和侧面各跌落一次；c)完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察1h。7.6.5加热加热试验按如下步骤进行：a)试验对象为电池单体；b)试验对象按7.5.1的方法充电；c)将试验对象放入温度箱，用以下的条件加热：温度箱按照5℃/min的速率由试验环境温度升至130℃±2℃,并保持此温度30min后停止加热；d)完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察1h。7.6.6挤压挤压试验按如下步骤进行：a)电池按7.5.1的方法充电；b)按下列条件进行试验：1)挤压方向：垂直于电池极板方向施压，或与电池单体最容易受到挤压的方向相同；8T/CIAPS0037—20242)挤压板形式：挤压平面板尺寸应能覆盖样品的被挤平面，如图3所示；3)挤压速度：不大于2mm/s；4)挤压程度：电压达到0V或变形量达到15％或挤压力达到100kN或1000倍试验对象重量后停止挤压；5)保持10min。c)完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察1h。图2挤压试验中电池放置示意图7.6.7低气压低气压试验按照如下步骤进行：a)电池按照7.5.1的方法充电；b)电池放入低气压箱中，调节试验箱中气压至11.6kPa，温度为室温，静置6h；7.6.8振动振动试验按照如下步骤进行：电池按照7.5.1规定的试验方法充满电后，将样品紧固在振动试验台上，按表2中的参数进行正弦振动测试。表2振动波形（正弦曲线）频率振动参数aHz～200Hz～7Hz)轴向振动周期数起始至f1=7Hzf2ɑ1=1gnbXf2f3S=0.08mmYf3f4=200Hzɑ2=8gnZ返回至f1=7Hz总计36f1、f4—下线、上线频率f2、f3—交跃点频率ɑ1、ɑ2—加速度幅值S—位移幅值a振动参数是指位移或加速度的最大绝对数值，例如：位移幅值为0.8mm对应的峰值-峰值的位移幅值为1.6mm。b在环境试验中，重力加速度gn值圆整为10m/s2。每个方向进行12个循环，每个方向循环时间共计3h的振动。按照其轴向和径向两个方向进行振动试验。具体试验方法参见GB/T2423.10中的相关条款。7.6.9温度循环温度循环试验按照如下步骤进行：a)电池按7.5.1的方法充电，放在在可控温的箱体中；9T/CIAPS0037—2024b)将试验箱温度升至72℃±2℃,保持6h，温度转化时间不超过30min；c)然后将试验温箱将为-40℃±2℃,保持6h，温度转化时间不超过30min；d)按照图3，b)和c）循环10次；e)完成以上试验步骤后，在实验环境下放置24h。图3温度循环试验示意图8检验规则电池的检测形式包括出厂检验、型式检验及抽样检验。8.1型式检验项目提交的同一批次内的电池，按照表3规定进行鉴定检验。表3试验项目1●●2●●3●●4●●5—●6—●7—●8 ●9 ●—●—●—●T/CIAPS0037—2024 ●—●—●—●—●—●—● ●8.2出厂检验7.2.1出厂检验项目按照表3要求。7.2.2每一批产品出厂前都应进行出厂检验。7.2.3在出厂检验中，若有一项或一项以上不合格时，应将该产品退回生产部门返工普检。8.3型式检验7.2.