编制说明-储能用水系铁镍蓄电池技术规范

《储能用水系铁镍蓄电池技术规范》编制说明1、工作简况1.1任务来源铁镍蓄电池是120年前爱迪生发明的一种碱性蓄电池，传统的铁镍电池在国外多用于户储或备用。该电池的优点是安全、环保、长寿命。尽管在上个世纪五十年代，中国引进原苏联技术，已经开始了铁镍蓄电池研制与生产。但是，鉴于原苏联技术采用的是有极板盒式电池结构，该结构的电池其放电倍率比较小，制约了该电池的推广与应用。近十年来，该领域国内企业及专家学者，对铁镍蓄电池结构和反应机理进行了迭代升级研究，使得该蓄电池的性能有了跨越式提升，其已经能够满足长时储能等国家低碳、绿色发展之需求。新一代铁镍蓄电池在保有原优点的基础上，在电池的以下性能上进行了突破：比能量提升2---3倍左右，实现了1-2h的快充，大大提高了放电倍率性能，满足-25℃到80℃的宽温域使用，荷电保持提高到80%，循环寿命提高到上万次，也可以做数千安时以上的单体大容量铁镍蓄电池，可以大大地简化储能用电池管理系统。储能用水系电池是国家储能发展战略方向之一。因为水系电池决定了其本质安全性等，在城市及敏感区域有潜在的巨大应用空间。并由于其循环寿命的大幅度提升，使其在电化学储能领域已经开始具备了可预期的经济性。水系铁镍蓄电池也是陈军院士等力推的电化学储能方向之一。新一代铁镍蓄电池性能上的突破，已经具备了能够满足电化学储能的应用需求。由于目前国内的碱性蓄电池的相关标准，不是针对储能、特别是长时储能等领域的应用，其技术指标显著偏低、很多测试方法也无法与储能应用相匹配。另外，新一代水系铁镍电池，目前处于市场推广的前期，也非常有必要制定新的团体标准，以规范水系铁镍蓄电池在储能领域应用的产品形式、技术要求及测试方案，更好契合储能市场对铁镍蓄电池的需求，助推新能源的发展。1.2主要工作过程为做好标准启动工作，2023年8月29日，中国化学与物理电源行业协会下发了“关于制定《储能用水系铁镍蓄电池技术规范》团体标准的通知”，批准其作为团体标准进行立项编制，召集了电池领域具代表性的电池制造企业、上下游供应商等相关企业和研究单位参与相关标准制定工作。中国化学与物理电源行业协会碱性蓄电池和新型化学电源分会，组织电池领域具代表性的电池制造企业、上下游供应商等相关企业、相关院校、研究单位共同参的团体标准编制工作组。在前期调研基础上，进一步开展了关于储能用水系铁镍蓄电池的需求意见，并初步收集相关的技术建议，进行标准项目和框架草稿编制。并于2024年1季度，编制完成了征求意见稿（初稿）。在编制过程中，标准起草小组对标准中引用的标准进行了查新，对标准中使用的试验方法进行了规范，完成适用范围、术语定义、技术要求、试验方法等内容的初步梳理，针对讨论内容结论在原有草案的基础上进行增加和修订形成征求意见稿。本团体标准编制过程中，经请示中国化学与物理电源行业协会标准工作部同意，此团标编制采用定向征求意见为主。经请示中国化学与物理电源行业协会标准工作部同意，2024年5月13至5月28日，向与该标准相关的制造企业、用户、大专院校等广泛征求意见。专项与被邀请相关单位领导直接联系，邀请对该标准征求意见稿进行审阅并提出补充完善建议。实践证明，定向联系和定向征求意见，更能够引发相关单位领导的重视，其意见反馈非常积极有效。截止到2024年6月8日，共计收集到了四川长虹电源股份有限公司、宁德时代储能事业部、河南新太行电源股份有限公司、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等行业骨干企业对团标编制提出了修改建议。南京航空航天大学、哈尔滨理工大学、中南大学、华中科技大学、郑州轻工业大学、河南师范大学等院校老师也对团标征求意见稿提出了宝贵修改建议。特别是南京航空航天大学常焜院士也在百忙之中对团标编制予以指导。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、中车铺镇机车有限公司、中车戚墅堰机车有限公司、郑州地铁公司、武汉钢铁有限公司、威胜能源技术股份有限公司、许昌初心智能电气科技有限公司等用户单位，也从应用角度对团标编制提出了修改建议。2024年6月9日，针对征求意见阶段收到的意见，逐一进行处理，共收到意见50条，采纳38条，部分采纳1条，不采纳8条，待讨论3条。1.3标准归口单位、起草单位和主要起草人本标准由中国化学与物理电源行业协会提出并归口。本标准起草单位：河南创力新能源科技股份有限公司本标准起草人：2标准编制原则和主要内容，解决的主要问题。2.1标准编制原则本文件依据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。2.2标准主要内容《储能用水系铁镍蓄电池技术规范》标准编制说明内容包括：范围、规范性引用文件、术语和定义、符号及缩略语、要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和储存，每章的主要内容如下：2.2.1范围本标准规定储能用水系铁镍蓄电池的型号、性能要求、安全要求及标志、包装、运输和储存要求。本标准适用于应用在储能领域。应用到其他领域的水系铁镍蓄电池可参照执行。2.2.2规范性引用文件规定了本标准在有关的技术要素中需引用的现行相关国家标准6个。2.2.3术语、定义和符号规定了相关名词和文件适用符号。2.2.4技术要求规定了储能用水系铁镍蓄电池的外观要求、极性要求、尺寸和质量要求、安全和环境适用性要求。2.2.5试验方法规定了储能用水系铁镍蓄电池要求的测试方法，包括试验条件、外观检测、极性检测、尺寸和质量检测、电性能测试和安全性能测试。其中荷电保持和寿命测试方式是根据实际应用工况来确定的。2.2.6检验规则规定了型式检验项目、出厂检验、型式检验、周期检验和交收检验的要求。2.2.7标志、包装、运输和贮存规定了产品的标志、包装、运输和储存的要求。2.3主要依据编制过程主要参考了国家标准检测项目和指标并结合用户的实际使用需要。2.4解决的主要问题目前，国内碱性蓄电池的相关标准，没有针对储能、特别是长时储能等应用的相关标准，老的电池标准里的技术指标要求显著偏低、某些测试方法也无法与储能应用相适应。非常有必要针对储能领域的应用，制定新的标准。新的标准中，针对储能领的特定需求，按行业需求制定和修订了相关标准的指标与测试方法。包括：例如：针对储能经济性要求需要，对电池循环寿命的大幅度修正与提高；针对储能环境条件下能量转换的需要，增加了高低温充放电效率指标；针对储能领域的特定需求，合理调整了核电保持能力指标及测试方法；针对储能领域充放电环境，增加了蓄电池耐过充电、耐过放电指标与测试方法；针对储能安全需要，结合水系电池的特点，增加了安全性测试指标等。这些调整是在实际测试的基础上进行的，所有测试有实际支撑。本标准编制，从行业角度还主要解决如下问题：一是填补行业空白。水系铁镍蓄电池具备安全、环保、长寿命的特点。该技术上世纪五十年代就从原苏联引进，已经有了70年左右的历史；但是，由于传统铁镍电池技术采用的都是有极板盒式电池结构，该结构的电池其放电倍率比较小，制约了该电池的推广与应用，部分铁镍电池技术虽然采用了烧结极板工艺，但是成本又高的离谱，也同样制约了铁镍电池的应用场景和规模。水系铁镍蓄电池是根据近期几年市场需求，逐步开发的一类产品，针对这类产品的特点制定的标准，更具有参照性。二是水系铁镍蓄电池在部分领域有较大的使用市场，制定《储能用水系铁镍电池技术规范》团体标准还可以规范市场行为、引领该电池的技术进步和健康发展。更好地服务于国家绿色低碳、环保发展之储能战略。3、标准的主要技术内容本标准规定了储能用水系铁镍蓄电池的术语和定义、整体蓄电池和蓄电池组的电性能要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输及储存。本标准适用于应用在储能领域，包括家庭储能、基站储能。其他类型的水系铁镍蓄电池可参照。表1标准框架4标准涉及专利情况本标准没有涉及到知识产权方面的问题。5采用标准的程度及水平的情况标准所有指标要求和测试项目，参考现有储能及水系电池领域相关标准及要求，制定更高的指标，对储能用水系铁镍蓄电池性能和测试方法进行规范和要求，弥补了当前水系铁镍蓄电池行业标准不足的空白。6与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性无冲突。7重大分歧意见的处理经过和依据本标准的技术内容是由国内碱性蓄电池代表性的电池制造企业、上下游供应商等相关企业和研究单位组成的编制工作组起草，并在工作组内经反复研讨、达成一致后确定的，编制过程中多次邀请行业代表和有关专家对标准的内容和关键技术问题进行讨论，无重大分歧意见。8标准性质的建议说明本标准为团体标准，建议发布后立即实施。9贯彻标准的要求和建议本着在现有行业标准法规的基础上，进一步规