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文档简介

ICS43.140

CCSY14

团体标准

T/XXXX00XX—2024

电动自行车用锂离子蓄电池质量分级评价

通则

Generalrulesforlithium-ionbatteryforelectricbicyclequalityclassification

assessment

征求意见稿

2024-××-××发布2024-××-××实施

中国电池工业协会发布

1

T/XXXX00XX—2024

T/XXXX00XX—2024

前言

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。

请注意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。

本文件由广东省动力及储能电池标准化技术委员会提出。

本文件由中国电池工业协会归口。

本文件起草单位:×××。

本文件主要起草人:×××。

本文件为首次发布。

II

T/XXXX00XX—2024

电动自行车用锂离子蓄电池质量分级评价通则

1范围

本文件规定了电动自行车用锂离子蓄电池质量分级的术语和定义、符号、一般要求、样品试验、分

级评价程序和评价报告及结果应用。

本文件适用于符合GB17761规定的电动自行车用锂离子蓄电池单体和电池组(以下简称电池和电

池组)。

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。

GB17761电动自行车安全技术规范

GB38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求

GB43854-2024电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范

GB/T28164-2011含碱性或其它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

GB/T34014-2017汽车动力蓄电池编码规则

GB/T36945-2018电动自行车用锂离子蓄电池词汇

GB/T36972-2018电动自行车用锂离子蓄电池

3术语和定义

GB/T36945—2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1额定容量ratedcapacity

在规定条件下测得,并由制造商标称的电池或电池组的容量值。

[来源:GB/T36945—2018,4.6,有修改]

3.2单体电池cell

直接将化学能转化为电能的基本单元装置。

注:包括电极、电解质、外壳和端子,并设计成可充电。

[来源:GB/T36945—2018,2.1,有修改]

3.3电池组battery

由一个或多个单体电池和外壳、端子及保护装置等必需的部件装配成的组合体。

[来源:GB/T36945-2018,2.4,有修改]

3.4破裂rupture

由于内部或外部因素引起电池壳体或电池组外壳的机械损伤,导致物质暴露或溢出,但没有喷出。

1

T/XXXX00XX—2024

[来源:GB/T28164-2011,1.3.11]

3.5热失控thermalrunaway

单体电池放热连锁反应引起电池温度不可控上升的现象。

[来源:GB38031-2020,3.14]

3.6质量分级评价Qualityclassificationevaluation

利用技术标准和技术方法,对产品质量以及质量形成全过程中的因素进行识别判定的活动。

3.7评价等级Evaluationlevel

产品质量分级评价结果所达到的级别,由高到低分为AAAAA、AAAA、AAA、AA、A五个等级。

3.8产品质量监督管理分级评价和产品质量认证分级评价

Gradedevaluationofproductqualitysupervisingmanagementandproductqualitycertification

根据质量分级评价结果的用途,电动自行车用锂离子蓄电池产品质量分级评价分为:产品质量监督

管理分级评价和产品质量认证分级评价。

产品质量监督管理分级评级:预期用途为对电动自行车用锂离子蓄电池监督抽查的产品质量进行

分级的质量分级评价。

产品质量认证分级评价:预期用途为对电动自行车用锂离子蓄电池产品认证的产品质量进行分级

的质量分级评价。

4符号

下列符号适用于本文件:

C2:2小时率额定容量(Ah);

Ca:初始容量,其数值等于3次I2(A)放电试验结果的平均值(Ah);

I2:2小时率放电电流,其数值等于0.5C2(A)。

5一般要求

5.1环境要求

除非另有规定外,试验在以下环境进行:

温度:20℃±5℃,相对湿度:不大于85%,大气压力:86kPa~106kPa。

5.2测量仪器和设备要求

测量仪器和设备准确度应不低于以下要求:

a)电压测量装置:±0.5%;

b)电流测量装置:±0.5%;

c)温度测量装置:±2℃;

d)时间测量装置:±1s;

e)尺寸测量装置:±1mm;

f)质量测量装置:±0.5%

2

T/XXXX00XX—2024

5.3样品要求

5.3.1基本要求

5.3.1.1产品质量监督管理分级评价

产品质量监督管理分级评级的样品应满足产品质量监督抽查检测项目的相应要求。

5.3.1.2产品质量认证分级评价

产品质量认证分级评价电池和电池组样品应满足GB43854-2024的相应要求。

电池组醒目位置应有标识唯一性编码(共19位),编制方式、含义如下,且应为耐高温永久性标识:

a)认证机构给定的工厂编码7位;

b)产品特征代码3位(材料类型:1位、规格型号:2位);

c)生产日期代码3位(生产年份、月份、日期各1位),生产年份代码参照GB/T34014-2017《汽

车动力蓄电池编码规则》表4;

d)生产顺序号6位,由生产企业给定(字母和数字组成,I、O、Z除外)。

试验使用的电池和电池组制造期限应不超过3个月,检验的样品应使用与批量生产相同的材料和制

造工艺。

5.3.2外观要求

样品外观应满足以下要求:

a)样品表面应无明显凹痕、变形等损伤,表面涂层不应起泡、开裂、脱落和磨损;

b)金属零部件应无锈蚀或其它损伤;

c)样品表面标识等应清晰,粘贴牢固;

d)样品的零部件应紧固无松动,可插拔的零部件应可靠连接;

e)输入或输出接口应有明显标记,便于连接。

5.4样品准备

5.4.1电池样品准备

5.4.1.1标准充电

若企业未提供充电方法,电池采用以下方法进行充电。

充电前,电池以I2(A)恒流放电至放电终止电压。在常温(23±2)℃试验环境下,以0.4I2(A)充电,当电

池的端电压达到充电限制电压时,再转以恒压充电直至充电电流小于等于0.04I2(A)为止,静置0.5h。

5.4.1.2标准放电

在常温(23±2)℃试验环境下,电池按照5.4.1.1规定的方法充电结束后,以I2(A)电流恒流放电至放电

终止电压。

5.4.2电池组样品准备

5.4.2.1标准充电

若企业未提供充电方法,电池组采用以下方法进行充电。

充电前,电池组以I2(A)恒流放电至放电终止电压。在常温(23±2)℃试验环境下,以0.4I2(A)充电,当

电池组的端电压达到充电限制电压时,再转以恒压充电直至充电电流小于等于0.04I2(A)为止,静置0.5h。

3

T/XXXX00XX—2024

5.4.2.2标准放电

在常温(23±2)℃试验环境下,电池组按照5.4.2.1规定的方法充电结束后,以I2(A)电流恒流放电至放

电终止电压。

5.5试验项目、程序

试验项目见表1和表2,“样品”栏中阿拉伯数字为试验样品编号。

表1产品质量监督管理分级评价试验项目、程序

序号试验对象章节试验项目样品编号

16.2.1I2(A)放电1#~2#

26.2.2低温放电1#

电池组

36.2.6过充电1#

46.2.7外部短路2#

表2产品质量认证分级评价试验项目、程序

序号试验对象章节试验项目样品编号

16.1.1内阻一致性1#~10#

26.1.2过充电1#~2#

3电池单体6.1.3外部短路3#~4#

5#~14#

46.1.4热滥用

(每个温度测2个样品)

56.2.1I2(A)放电1#~8#

66.2.2低温放电1#~2#

76.2.3高温放电1#~2#

86.2.4.1荷电保持能力3#

9电池组6.2.4.2荷电恢复能力4#

106.2.5自由跌落5#

116.2.6过充电6#

6.2.7外部短路7#

126.2.8热扩散8#

6样品试验

6.1电池样品试验

6.1.1内阻一致性

电池按照5.4.1.1规定的试验方法充满电后,在室温条件下搁置0.5h,采用电池内阻测试仪测量电池

的交流内阻。同一批次取10个电池单体进行内阻检测。内阻的一致性通过10个电池单体单体变异系数CV

来评价。

变异系数(CoefficientofVariation)是概率分布离散程度的一个归一化量度,其定义为标准差与平

均值的比,变异系数按式(1.1)计算。

δ

C=……………(公式1.1)

4

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式中:

CV——变异系数;

δ——标准偏差;

μ——平均值。

将6个电池单体中试验数据代入公式1.1,可计算得出10个电池单体的CV值。

计算结果按照表3行内阻一致性分级。

表3内阻一致性分级

等级分级评价指标

1级CV≤4.0%

2级CV≤6.0%

3级CV≤8.0%

4级CV≤10.0%

5级CV>10.0%

6.1.2过充电

电池按照5.4.1.1规定的试验方法充满电后,用直流电源以I2(A)电流,充电至1.5倍充电限制电压或总

充电时间达到1.5h,停止充电,然后静置6h。

试验期间监测电池的温度变化(温度传感器布置在电池大表面的中心部位,使用耐高温胶带固定),

并记录试验期间电池出现的最高温度T1。

取2个电池单体试验结果的最大值按照表4进行过充电分级。

表4过充电分级

等级分级评价指标

1级T1≤115℃

2级115℃<T1≤120℃

3级120℃<T1≤125℃

4级125℃<T1≤130℃

5级T1>130℃

6.1.3外部短路

电池按照5.4.1.1规定的试验方法充满电后,用外部电阻为20mΩ±5mΩ的导体连接电池正负极端并保

持1h,其后静置6h。

试验期间监测电池的温度变化(温度传感器布置在电池大表面的中心部位,使用耐高温胶带固定),

并记录试验期间电池出现的最高温度T2。

试验结果按照表5进行外部短路分级。

表5外部短路分级

等级分级评价指标

1级T2≤100℃

5

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2级100℃<T2≤110℃

3级110℃<T2≤120℃

4级120℃<T2≤130℃

5级T2>130℃

6.1.4热滥用

电池按照5.4.1.1规定的试验方法充满电后,放入试验箱中,然后试验箱以(5±2)℃/min的温升速

率进行升温,当箱内温度达到表6后恒温,每个温度测试2个电池单体,并保持60min,电池应不起火、

不爆炸。

表6热滥用分级

等级分级评价指标

1级150℃

2级145℃

3级140℃

4级135℃

5级130℃

6.2电池组样品试验

6.2.1I2(A)放电

电池组按5.4.2.1规定充电后,在(23±2)℃环境中,搁置0.5h~1h,以I2(A)电流恒流放电至

终止电压,上述试验重复3次;计算3次试验结果的平均值为初始容量Ca。

计算所有电池组样品初始容量的极差与平均值的比值,即相对极差Y1。

计算结果按照表7进行I2(A)放电分级。

表7I2(A)放电分级

等级分级评价指标

1级Y1≤3%

2级Y1≤5%

3级Y1≤7%

4级Y1≤10%

5级Y1>10%

6.2.2低温放电

电池组按5.4.2.1规定充电后,将其放入温度为-20℃±2℃的温箱中恒温搁置16h,之后在此温度环

境中以2I2(A)电流恒流放电至终止电压,记录放电时间,记录放电容量。

计算电池组放电容量与初始容量的比值Y2。

计算结果按照表8进行低温放电分级。

表8低温放电分级

等级分级评价指标

6

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1级Y2≥90%

2级Y2≥85%

3级Y2≥80%

4级Y2≥75%

5级Y2≥70%

6.2.3高温放电

电池组按5.4.2.1规定充电后,将其放入温度为55℃±2℃或制造商规定的最高放电温度(取小值)

的温箱中恒温搁置5h,之后在此温度环境中以2I2(A)电流恒流放电至终止电压,记录放电时间,记录

放电容量。

计算电池组放电容量与初始容量的比值Y3。

计算结果按照表9进行高温放电分级。

表9高温放电分级

等级分级评价指标

1级Y3≥99%

2级Y3≥97%

3级Y3≥95%

4级Y3≥92%

5级Y3≥90%

6.2.4荷电保持能力及荷电恢复能力

6.2.4.1荷电保持能力

电池组按5.4.2.1规定充电后,开路放置在温度为(20±5)℃的环境中28天,之后在温度为(23±2)℃

环境中,以I2(A)恒流放电至止电压记录放电时间,记录放电容量。

计算电池组放电容量与初始容量的比值Y4。

计算结果按照表10进行荷电保持能力分级。

表10荷电保持能力分级

等级分级评价指标

1级Y4≥98%

2级Y4≥95%

3级Y4≥90%

4级Y4≥85%

5级Y4≥80%

6.2.4.2荷电恢复能力

做完荷电保持能力测试的电池组按5.4.2.1规定的方法充电,充电结束后放置0.5h,之后在温度

为(23±2)℃环境中以I2(A)恒流放电至终止电压,记录放电时间,记录放电容量。

计算电池组放电容量与初始容量的比值Y5。

计算结果按照表11进行荷电恢复能力分级。

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表11荷电恢复能力分级

等级分级评价指标

1级Y5≥99%

2级Y5≥97%

3级Y5≥95%

4级Y5≥92%

5级Y5≥90%

6.2.5自由跌落

电池组按照5.4.2.1规定的试验方法充满电后,由高度(电池组最低点高度)1000mm的位置自由跌

落到混凝土平面上,方形电池组的六个表面方向、圆柱形电池组为轴向及两个垂直的径向(均为正反两

个方向)各一次共六次,每两次之间的时间间隔为(3±1)min测试结束后静置4h。

测试结束后静置1h后,进行一次标准放电和标准充电。

试验结果按表12进行自由跌落分级。

表12自由跌落分级

等级分级评价指标

1级可正常充电和正常放电,且无破裂

2级可正常充电或可正常放电,且无破裂

3级可正常充电或可正常放电,且有破裂

4级不可正常充电或不可正常放电,且无破裂

5级不可正常充电或可正常放电,且有破裂

6.2.6过充电

电池组按照5.4.2.1的试验方法充满电后,用直流电源以制造商规定的最大充电电流充电,共持续

2h。若测试中保护电路动作,测试结束后静置6h后,进行一次标准放电和标准充电。

试验应在电池组正常工作条件和充电保护元器件(充电回路保护开关管、保险丝等)单一故障条件

下分别进行。

试验结果按表13进行过充电保护分级。

表13过充电分级

等级分级评价指标

正常工作条件下保护电路动作,静置6h后,电池组工作正常,单一故

1级

障条件下保护电路动作

正常工作条件下保护电路动作,静置6h后,电池组无法正常工作,单

2级

一故障条件下保护电路未动作

6.2.7外部短路

电池组按照5.4.2.1的试验方法充满电后,用外部电阻为20mΩ±5mΩ的导体连接电池组正负极

端,当电池组电压低于0.2V或者短路时间达到1h,停止试验,静置6h。若测试中保护电路动作,测

试结束后静置6h后,进行一次标准放电和标准充电。

试验应在电池组正常工作条件和放电保护元器件(放电回路保护开关管、保险丝等)的单一故障条

件下分别进行。

试验结果按表14进行短路保护分级。

8

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表14外部短路分级

等级分级评价指标

正常工作条件下保护电路动作,静置6h后,电池组工作正常,单一故

1级

障条件下保护电路动作

正常工作条件下保护电路动作,静置6h后,电池组无法正常工作,单

2级

一故障条件下保护电路未动作

6.2.8热扩散

6.2.8.1触发方法

推荐加热或过充作为热扩散试验的可选方法,可以选择其中一种方法,但需确保选择的方法能触发

单体电池发生热失控。

6.2.8.2触发对象

电池组按照5.4.2.1进行标准充电后,选择电池组内靠近中心位置,或者被其他单体电池包围的一

个单体电池作为触发对象。

6.2.8.3加热触发

加热触发热失控方法:使用平面状或者棒状加热装置,并且其表面覆盖陶瓷、金属或绝缘层。对于

尺寸与单体电池相同的块状加热装置,可用该加热装置代替其中一个单体电池,与触发对象的表面直接

接触;对于薄膜加热装置,则将其始终附着在触发对象的表面,加热装置的加热面积应不大于单体电池

的表面积;将加热装置的加热面与单体电池表面直接接触,加热装置的位置应与6.4.4.5中规定的温度

传感器的位置相对应;安装完成后,在24h内启动加热装置,以加热装置的最大功率对触发对象进行加

热;加热装置的功率要求见表15,必要时可增加加热功率,确保触发对象发生热失控;当触发对象发生

热失控时停止加热。

表15加热装置的功率要求

触发对象电能E(Wh)加热装置最大功率P(W)

E<8030~200

E≥80100~300

6.2.8.4过充触发

过充触发热失控方法:以电池能持续工作的最大电流对触发对象进行恒流充电,直至其发生热失控

或触发对象的荷电状态达到3倍的电池额定容量;过充触发要求在触发对象上连接额外的导线以实现过

充,电池组中其他的单体电池不应过充;如果未发生热失控,继续观察1h;

6.2.8.5监控点布置方案

按如下方案操作:

a)检测电压或温度,应使用原始的电路或追加新增的测试用电路。温度数据的采样间隔应小于1s,

准确度要求为±2℃;

b)加热触发时,温度传感器布置在远离热传导的一侧,即安装在加热装置的对侧(如图2所示);

c)过充触发时,温度传感器布置在单体电池表面与正负极等距,且离正负极最近的位置。

9

T/XXXX00XX—2024

图2加热触发时温度传感器的布置位置示意图

6.2.8.6热失控触发判定条件

判定条件如下:

a)触发对象产生电压降,且下降值超过初始电压的25%;

b)监测点温度达到制造商规定的最高工作温度;

c)监测点的速率dT/dt≥1℃/s,且持续3s以上。

当a)和c)或者b)和c)发生时,判定触发对象发生热失控。

6.2.8.7报警记录

记录电池组发出热失控报警至起火或爆炸的时间t1,以及单体电池热失控触发过程中和结束后1h内

电池组的状态。如电池组未发生起火、爆炸,记录t1为≥1h。

试验结果按表16进行热扩散分级。

表16热扩散分级

等级分级评价指标

1级9min≤t1

2级8min≤t1<9min

3级7min≤t1<8min

4级6min≤t1<7min

5级5min≤t1<6min

7分级评价程序

7.1评分规则

按照表17和表18对应的测试项目符合等级结果结合分值权重计算产品性能质量总得分数S,并按照

7.2进行产品质量分级评价。

10

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表17电动自行车用锂离子蓄电池产品质量监督管理分级评价评分规则

试验对象试验条款试验项目分值权重符合等级分值基本要求

1级25

电池组放电容量

2级23

应在第三次或之

6.2.1I2(A)放电25%3级20

前达到额定容

4级18

量。

5级15

1级25

2级23电池组低温放电

6.2.2低温放电25%3级20容量应不低于初

电池组

4级18始容量的70%。

5级15

1级25电池组应不泄

6.2.6过充电25%漏、不破裂、不

2级20

起火、不爆炸。

1级25电池组应不泄

6.2.7外部短路25%漏、不破裂、不

2级20

起火、不爆炸。

表18电动自行车用锂离子蓄电池产品质量认证分级评价评分规则

试验对象试验条款试验项目分值权重符合等级分值基本要求

1级10

2级9

6.1.1内阻一致性10%3级8——

4级7

5级6

1级10

2级9

电池应不起火,

6.1.2过充电10%3级8

不爆炸。

4级7

5级6

电池

1级5

2级4.5

电池应不起火,

6.1.3外部短路5%3级4

不爆炸。

4级3.5

5级3

1级5

2级4.5

电池应不起火、

6.1.4热滥用5%3级4

不爆炸。

4级3.5

5级3

1级10电池组放电容量

电池组6.2.1I2(A)放电10%

2级9应在第三次或之

11

T/XXXX00XX—2024

3级8前达到额定容

4级7量。

5级6

1级5

2级4.5电池组低温放电

6.2.2低温放电5%3级4容量应不低于初

4级3.5始容量的70%。

5级3

1级5

2级4.5电池组高温放电

6.2.3高温放电5%3级4容量应不低于初

4级3.5始容量的90%。

5级3

1级5

2级4.5电池组荷电保持

6.2.4.1荷电保持能力5%3级4能力应不低于初

4级3.5始容量的80%。

5级3

1级5

2级4.5电池组荷电恢复

6.2.4.2荷电恢复能力5%3级4能力应不低于初

4级3.5始容量的90%。

5级3

1级10

2级9

电池组应不起

6.2.5自由跌落10%3级8

火,不爆炸。

4级7

5级6

电池组应不泄

1级10

6.2.6过充电10%漏、不破裂、不

2级8起火、不爆炸。

电池组应不泄

1级10

6.2.7外部短路10%漏、不破裂、不

2级8起火、不爆炸。

1级10

电池组在发生起

2级9

火或爆炸之前

6.2.8热扩散10%3级

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