T-CIAPS 0039-2024 储能用水系铁镍蓄电池技术规范

F19TechnicalspecificationforwaterbasedironniIT/CIAPS0039—2024 2规范性引用文件 3术语、定义和符号 3.1术语和定义 3.2符号 4产品分类 4.1产品名称及定义 4.2产品的型号、规格及容量 5技术要求 5.1外观 5.2极性 5.3外形尺寸及质量 5.4密封性能 5.5放电容量 5.6高温充放电性能 5.7低温充放电性能 5.8荷电保持能力 5.9耐过充和过放电及容量恢复能力 5.10穿刺 5.11短路 5.12循环寿命 5.13储存 6试验条件 6.1测量仪器的精度 6.2环境要求 6.3电解液 6.4试验前准备 7试验方法 7.1外观 7.2极性 7.3外形尺寸及质量 7.4密封性能 7.5放电容量 7.6高温充放电性能 7.7低温充放电性能 7.8荷电保持能力 7.9耐过充和过放电及容量恢复能力 7.10穿刺试验 T/CIAPS0039—20247.11短路试验 7.12循环寿命 7.13储存试验 8检验规则 8.1检验分类 8.2出厂检验、周期检验 8.3型式检验 8.4交收检验 9标志、包装、运输和储存 9.1标志 9.2包装 9.3运输 9.4储存 T/CIAPS0039—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》给出的规则起草。本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国化学与物理电源行业协会碱性蓄电池与新型化学电源分会提出。本文件由中国化学与物理电源行业协会归口管理。本文件主要起草单位：河南创力新能源科技股份有限公司。本文件参与起草单位：四川长虹电源股份有限公司、南京航空航天大学、河南超力新能源有限公司、莱州联友金浩新型材料有限公司、河南新太行电源股份有限公司、新乡市产品质量检验检测中心（国家电池产品质量检验检测中心）、中南大学、威胜能源技术股份有限公司、中国三峡新能源（集团）股份有限公司山东分公司、河南师范大学、哈尔滨理工大学、华中科技大学、郑州轻工业大学、中车青岛四方车辆研究所有限公司、中车资阳机车有限公司。本文件主要起草人：杨玉锋、李喜歌、常照荣、宋二虎、李群杰、贾林双、雷越、王晓燕、丁立、明兰、邢云娜、刘文昌、花爱珍、朱少佳、林泽言、李欢欢、吴勇波、常焜、刘明章、吴凤仙、李亮生、赵梁栋、方琼谊、徐继亮、王义新、郑清清、李林、唐有根、张旗、徐汇榕、张蓓、汝会通、王广玲、上官恩波、栗林波、李然、伽龙、王力臻、孙冬冬、刘顺国、李连凯。本文件为首次发布。1T/CIAPS0039—2024储能用水系铁镍蓄电池技术规范本文件规定了储能用水系铁镍蓄电池（以下简称蓄电池）的分类与型号命名、性能要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输和储存。本文件适用于储能用铁镍单体电池及电池组/电池包。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/T2900.41-2008电工术语原电池和蓄电池（IEC60050-482：2003，IDT）GB/T7169-2011含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组型号命名方法GB/T12725-2011碱性铁镍蓄电池通用规范GB/T15142-2011含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组方形排气式镉镍单体蓄电池GB/T28164-2011含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组便携式密封蓄电池和蓄电池组的安全性要求3术语、定义和符号3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1.1单体蓄电池（Cell）能够进行化学能和电能相互转化，实现充放电的基本单元，由正极、负极、隔膜、电解质、壳体和端子等组成。3.1.2电池组（Battery）通过串联、并联或串并联方式连接，且只有一对正负极输出端子的电池组合体，还宜包括外壳、管理与保护装置等部件。3.1.3电池包（BatteryPack）由电池组采用串联、并联或串并联连接方式，且与储能变流器及附属设施连接后实现独立运行的电池组组合体，还宜包括电池管理系统、监测和保护电路、电气和通讯接口等部件。3.1.4电池管理系统（BatteryManagementSystem）监测电池的电压、电流、温度、液位等参数信息，并对电池的状态进行管理和控制的装置。2T/CIAPS0039—20243.1.5标称电压（NominalVoltage）标志或识别一种电池或一种电化学体系的适当的电压近似值。3.1.6额定容量（NominalCapacity）制造商声明的电量C5Ah（安培小时）。即单体蓄电池、电池组、电池包在6.4规定条件下充电后，在标准试验条件下以I5A放电至终止电压单体1.0V（或者n*1.0V；n＞1，n为单体电池的数量）时所能放出的容量。3.1.7放电容量（DischargeCapacity）以制造商规定的条件，完全充电的单体蓄电池、电池组、电池包放出的容量值。3.2符号（Symbols）本文件除采用GB/T2900.41-2008中界定的术语和定义外，还增加了下列定义和符号：P：指排气式蓄电池，蓄电池盖上设有加液口和出气装置的蓄电池（用符号P表示F：阀控式蓄电池，蓄电池各个单体是密封的，且带有当内压超出规定值时允许气体逸出的阀（用符号F表示B：补水式蓄电池，蓄电池设有加液装置，该装置可实现自动限位或人工补加电解液或净化水的功4产品分类4.1产品名称及定义GB/T7169含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组型号命名方法适用于本文件。例如：蓄电池为5只串联单体铁镍250Ah排气式蓄电池，用“5TN-CN250-(P)”表示。例：5TN-CN250-(P)结构形式额定容量（Ah）储能铁镍蓄电池代号多槽整体壳内极群组的个数(单体蓄电池为1省略)4.2产品的型号、规格及容量推荐蓄电池产品规格及尺寸，容量应符合表1中技术要求。3T/CIAPS0039—2024表1推荐蓄电池容量和外形尺寸长宽高6665技术要求5.1外观蓄电池按7.1试验时，表面应平整、干燥、无碱痕，且标志清晰、正确，外壳不得有变形及裂纹。5.2极性蓄电池单体应用“+”、“-”极性标志，按7.2试验时，蓄电池极性应与标志的极性符号一致。5.3外形尺寸及质量蓄电池按7.3试验时，蓄电池外形尺寸、质量应符合制造商提供的技术文件要求。5.4密封性能蓄电池按7.4试验时，蓄电池在与进入的空气隔断后5s内部压力衰减≤1kPa。5.5放电容量蓄电池按7.5试验时，放电容量应不小于额定容量。5.6高温充放电性能蓄电池按7.6试验时，放电容量应不小于额定容量的80%。5.7低温充放电性能蓄电池按7.7试验时，放电容量应不小于额定容量的80%。5.8荷电保持能力蓄电池按7.8试验时，放电容量应不小于额定容量的90%。4T/CIAPS0039—20245.9耐过充和过放电及容量恢复能力蓄电池按7.9试验时，应无液体溢出，无气胀、不爆炸、不起火，容量恢复应不小于额定容量的90%。5.10穿刺蓄电池按7.10试验时，应不起火、不爆炸。5.11短路蓄电池按7.11试验时，应不起火、不爆炸。5.12循环寿命蓄电池按7.12试验时，循环次数应不小于5000次。5.13储存储存1年后的蓄电池按7.13试验时，放电容量应不小于额定容量的95%。6试验条件6.1测量仪器的精度6.1.1仪表量程所用仪表的量程应随被测电流和电压的量值确定，即读数应在量程的前三分之二的范围内。6.1.2电压测量测量电压用的仪表应具有不低于0.5级精度的电压表，电压表内阻至少应是1kΩ/V。6.1.3电流测量测量电流用的仪表应具有不低于0.5级精度的电流表。6.1.4温度测量测量温度用的温度计应具有适当的量程，其分度值不大于1℃,温度计的标定精度不低于0.5℃。6.1.5电解液密度测量测量电解液密度的密度计应具有适当的量程，分度值不大于0.005g/cm3，密度计的标定精度至少应为0.005g/cm3。6.1.6时间测量测量时间用的仪表应按时、分、秒，至少应具有±1%的准确度。6.1.7尺寸测量测量蓄电池外形尺寸的量具应具有1mm以上的精度。6.1.8质量测量5T/CIAPS0039—2024称量蓄电池质量的衡器，应具有±0.1%以上的精度。6.1.9密封性能测量密封性能测量的仪表精度应不低于0.5级。6.2环境要求除另有规定外，试验应在温度25℃±2℃,相对湿度15%～90%、大气压力86kPa～106kPa的环境中进行。6.3电解液除另有规定外，蓄电池各项试验的电解液均采用密度为1.25g/cm3～1.26g/cm3的KOH水溶液（其中LiOH·H2O含量为18g/L±2g/L）。6.4试验前准备试验应在新的完全充电的蓄电池上进行。6.4.1排气式和补水式蓄电池的完全充电6.4.1.1蓄电池先以I5A电流放电至终止电压n*1.0V，静置1h。6.4.1.2以I5A电流恒流充电7h（或采用由用户与制造厂协商认可的充电方法）。6.4.2阀控式蓄电池完全充电单体蓄电池采用制造厂协商标注的充电方法。7试验方法7.1外观在良好的光线要求条件下，用目测法检查蓄电池的外观。7.2极性目视检测并用电压表或反极仪检测蓄电池极性。7.3外形尺寸及质量用量具和衡器测量蓄电池的外形尺寸及质量。7.4密封性能将蓄电池的加液口或排气口作为压缩空气入口，将所有其余出气口严密封闭，当压力≥25kPa时，保压5s，观察压力表的变化。7.5放电容量电池按6.4充电后，在25℃±2℃的环境中，以I5A电流放电至终止电压n*1.0V止，计算放电容量。7.6高温充放电性能6T/CIAPS0039—2024按7.5试验后符合5.5要求的蓄电池a)置于55℃±2℃的环境中搁置5h；b)在55℃±2℃的环境中以I5A电流充电7h，静置1h；c)在55℃±2℃的环境中再以I5A电流放电至终止电压n*1.0V止；d)计算放电容量/额定容量*100%。7.7低温充放电性能按7.5试验后符合5.5要求的蓄电池a)置于-10℃±2℃的环境中搁置24h；b)在-10℃±2℃的环境中以I5A电流充电7h，静置1h；c)在-10℃±2℃的环境中再以I5A电流放电至终止电压n*1.0V止；d)计算放电容量/额定容量*100%。7.8荷电保持能力a)蓄电池按6.4进行充电；b)在25℃±2℃的环境下，以开路状态下，静置7d；c)在25℃±2℃的环境下，以I5A电流放电至终止电压n*1.0V；d)计算放电容量/额定容量*100%。7.9耐过充和过放电及容量恢复能力a)蓄电池按6.4充电，静置1h；b)以I5A电流再过充电3h，静置1h；c)以I5A电流放电至终止电压n*1.0V，继续过放电（可以加反向电压）1h30min，静置1h；d)蓄电池按6.4充电，静置1h；e)以I5A电流放电至终止电压n*1.0V；f)计算放电容量/额定容量*100%；g)允许重复d)～f)5次循环。当某一次循环符合要求时，即可进行下一项试验。7.10穿刺试验a)蓄电池按6.4充电后，用直径8mm的耐高温钢针（针尖的圆锥角度为45°~60°,针的表面光洁、无锈蚀、氧化层及油污以25±5mm/s的速度，从垂直于蓄电池极板的方向贯穿，贯穿位置易靠近所刺面的几何中心，钢针停留在蓄电池中。b)观察电池温度由贯穿后的最高峰值回落到50%期间的现象。7.11短路试验蓄电池按6.4充电后，将蓄电池的正、负极接线柱，经不大于5mΩ的外部线路短路10min，观察1h。7.12循环寿命蓄电池经7.5的试验，且符合5.5要求的蓄电池方可进行本试验，整个试验在25℃±2℃的环境进行。7.12.1循环前准备寿命试验应在25℃±2℃的环境温度下进行，试验期间应采取措施防止电解液温度超过35℃,必要时可进行强制通风。7T/CIAPS0039—2024蓄电池容量检验合格后，应检查蓄电池内电解液液面的高度和电解液密度，必要时进行补液操作，或按制造商使用维护说明书的规定进行操作。7.12.2第1～49次循环蓄电池1～49次循环按表2规定进行，1～49次循环应连续进行，第49次循环结束时，蓄电池应静置1h～3h，再进行第50次循环。表2循环寿命试验1定期更换新电解液：第50次（以后每增加100）循环前，即循环至49、199（以后每增加100）次循环放电结束后，更换一次新电解液或按制造方要求调整液面高度。阀控式蓄电池不做更换新电解液的操作。7.12.3第50次循环蓄电池按6.4要求充电后，静置1h，再以I5A放电至终止电压n*1.0V，其放电时间应不少于3.5h。如任何一个第50次循环的放电时间少于3.5h时，再按7.12.3要求进行循环，如连续两次放电时间均少于3.5h，蓄电池寿命即为终止。当第5000次循环的放电时间不少于3.5h，标准循环寿命判为合格，试验可终止。寿命测试周期长，也可由制造商承诺保障。7.13储存试验a)蓄电池按I5A电流放电至n*1.0V，以I5A电流充电4~5h；b)补加电解液到制造商标注的位置，注液孔采用胶塞或胶带进行牢靠密封，排气孔预留小微孔出气，储存期间确保液面在平衡位（阀控式蓄电池可不做此项操作）；c)在相对湿度45%～85%的环境中，储存12个月，储存期间，任何时刻环境温度的变化不应超出20℃±10℃的范围。蓄电池储存后，做如下测试：a)蓄电池先以I5A电流放电至n*1.0V，再按6.4充电，静置1h；b)以I5A电流放电至终止电压n*1.0V；c)计算放电容量；d)允许重复a)～c)5次循环。当某一次循环符合要求时，即可进行下一项试验。8检验规则8.1检验分类8T/CIAPS0039—2024检验分为出厂检验、周期检验、型式检验、交收检验。8.2出厂检验、周期检验出厂检验项目和周期检验的项目及试验样品数量见表3。表3检验分类1234>500抽8只56789判定规则：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，然后再次提交验收，若再次检验仍有一项或一项以上不合格，则判定该批产品不合格。在周期检验中，若有一项或一项以上不合格，可加倍复测不合格项目，若复测仍有不合格项目，则判定该批产品不合格。8.3型式检验遇有下列情况之一时，应进行型式检验，型式检验依据表4：a)产品定型或鉴定；b)产品结构、工艺配方或原材料有重大改变；c)转场生产；d)停产一年以上后重新生产时；e)政府有要求时。注：同系列蓄电池型式试验时可选取有代表性的型号产品，大容量9T/CIAPS0039—2024表4型式试验项目12341√√√√2√√√√3√√√√4√√√√5√√√√6√√7√√8√9√√√*√判定规则：a)依据检验现象评定的检验项目，以检验现象进行判定；b)依检验数据评定的检验项目，以全部参试蓄电池的测试数据作为该项目的判定数据；c)若有一只或一项以上不合格，可加