锂离子电池储能系统安全评价 第2部分：单体电池试验方法

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锂离子电池储能系统安全评价第2部分：

单体电池试验方法

Safetyevaluationoflithium-ionbatteryenergystoragesystemPart2:Test

methodsforcell

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中关村储能产业技术联盟发布

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锂离子电池储能系统安全评价第2部分：单体电池试验方法

1范围

本文件规定了锂离子电池单体安全分级评价试验方法。

本文件适用于储能用锂离子电池单体。

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。

GB44240电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求

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lithiumioncell

依靠锂离子在正极和负极之间移动实现化学能与电能相互转化的装置，并被涉及成可充电。

注：该装置包括电极、隔膜、电解质、容器和端子等。

3.2

标称电压nominalvoltage

用以标识电池或电池组电压的适宜的近似值。

[来源：GB/T18287—2013，3.7]

3.3

额定容量ratedcapacity

C

制造商标明的电池或电池组容量。

注：单位为安时（Ah）或毫安时（mAh）。

3.4

额定能量nominalenergy

由制造商标明的在规定条件下确定的电池或电池组的能量值，通过标称电压乘以额定容量计算得出，

可向上取整，单位为瓦特小时（Wh）或毫瓦特小时（mWh）。

注：对于电池组的额定能量，以电池和电池组参数分别计算的所得值不同时，取较大者。

3.5

参考试验电流referencetestcurrent

参考试验电流用It表示，其数值与额定容量（C）相同。

注：单位为安（A）或毫安（mA）。

3.6

充电限制电压limitedchargingvoltage

Ucl

制造商规定的电池或电池组的额定最大充电电压。

3.7

充电上限电压upperlimitedchargingvoltage

Uup

制造商规定的电池或电池组能承受的最高安全充电电压。

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3.8

放电终止电压endofdischargevoltage

Ude

制造商推荐的电池或电池组放电结束时的电压。

3.9

放电截止电压dischargecut-offvoltage

Udo

制造商规定的电池或电池组安全放电的最低负载电压。

3.10

推荐充电电流recommendedchargingcurrent

Icr

制造商推荐的恒流充电电流。

3.11

最大充电电流maximumchargingcurrent

Icm

制造商规定的最大的恒流充电电流。

3.12

推荐放电电流recommendeddischargingcurrent

Idr

制造商推荐的持续放电电流。

3.13

最大放电电流maximumdischargingcurrent

Idm

制造商规定的最大持续放电电流。

3.14

漏液leakage

可见的液体电解质的漏出。

[来源：GB/T28164—2011，1.3.9]

3.15

起火fire

从电池或电池组发出火焰。

[来源：GB/T28164—2011，1.3.13]

注：火焰是由燃烧产生的，燃烧是一种发光发热的化学反应。火花不能称为火焰。

3.16

爆炸explosion

电池或电池组的外壳剧烈破裂并且主要成分抛射出来。

[来源：GB/T28164—2011，1.3.12]

4试验条件

4.1试验的适用性

只有涉及到对储能用锂离子电池进行安全等级评价时才进行本文件规定的试验。

4.2试验的环境条件

除非另有规定，试验一般在下列条件下进行：

a)温度：23℃±2℃；

b)相对湿度：不大于90%；

c)气压：86kPa～106kPa。

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4.3参数测量公差

相对于规定值或实际值，所有控制值或测量值的准确度应在下述公差范围内：

a)电压：±0.1％；

b)电流：所用量程的±1％；

c)温度：±2℃；

d)时间：±0.1％；

e)容量：±1％；

f)能量：±1％。

4.4温度测量方法

采用热电偶法来测量样品的表面温度。温度测试点选取温度最不利点作为试验判定依据。

注：可使用辅助方式寻找最不利点，如红外设备。

4.5测试用充放电程序

4.5.1测试用充电程序

电池可采用下列方法之一进行充电：

a)制造商规定的方法；

b)以0.2It充电，当电池端电压达到充电限制电压（Ucl）时，改为恒压充电，直到充电电流小

于或等于0.02It，停止充电。

在充电前电池先按照4.5.2规定的试验方法进行放电，并静置5min；

注：优先推荐采用方法a），当不可获得方法a）的信息时，可采用方法b）。

4.5.2测试用放电程序

电池以推荐放电电流（Idr）进行恒流放电至放电终止电压（Ude）。

4.6一般要求

4.6.1样品的要求

除非另有规定，被测试样品应当是客户将要接受的产品的代表性样品，包括小批量试产样品或是准

备向客户交货的产品。

若试验需要引入导线测试或连接时，引入导线测试或连接产生的总电阻应小于20mΩ。

注：导线的电阻率温度系数小于5×10-3℃-1，如康铜线等。

4.6.2样品的数量

除特殊说明外，每个试验项目的样品为3个。

4.6.3样品容量测试

电池的实际容量应大于或等于其额定容量，否则不能作为本文件规定的试验样品。

电池先按照4.5.1规定的充电程序充满电，搁置5min，再按照4.5.2规定的放电程序放电，放电时

所提供的容量即为电池的实际容量。

当怀疑测试环境温度对容量测试结果有影响并存在异议时，可依据23℃±2℃的环境温度作为仲裁

条件重新进行容量测试。

4.6.4样品等级判据

储能用锂离子电池单体的等级判定依据如下：

a)一级品：

1)通过所有的基础安全项目；

2)本文件规定的试验项目均符合等级Ⅰ要求；

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d)二级品：

1)通过所有的基础安全项目；

2)本文件规定的试验项目均符合等级Ⅱ及以上要求；

e)三级品：

1)通过所有的基础安全项目；

2)本文件规定的试验项目均符合等级Ⅲ及以上要求；

5试验方法

5.1基本要求

储能用锂离子电池单体的安全性应满足GB44240的规定。

5.2过充电

将电池按照4.5.1规定的试验方法充满电后，用制造商规定的最大充电电流充电。

当出现以下两种情形之一时，试验终止：

——充电至表1中的充电限制电压后持续恒压充电1h；

——总充电时间达到1.5h。

电池应不起火、不爆炸。根据选取的过充电电压判定样品等级，表1各等级对应的电压为该级样品

需最低电压。

表1不同等级过充电试验电压

等级过充电电压

等级Ⅰ2倍充电上限电压

等级Ⅱ1.7倍充电上限电压

等级Ⅲ1.5倍充电上限电压

5.3热失控起始温度

使用平面状或棒状加热装置对单体电池进行加热，根据试验对象（单体电池）的电能大小调节加热

功率（如表4）。此外还要求加热装置的尺寸规格不大于试验对象的被加热面，安装温度监测器，监测

点温度传感器布置应在远离热传导的一侧（即安装在加热装置的对侧）；温度数据采集间隔应小于1s，

准确度要求为±2℃，温度传感器尖端的直径应小于1mm。具体试验方法为：将电池充满电后立刻启动加

热装置，并以最大功率进行持续加热。当发生热失控或者监测点温度达到300℃时，停止触发，关闭加

热装置。并规定了相应的热失控判定条件：（1）电池产生电压降，且下降值超过初始电压的25%；（2）

监测点温度达到电池厂商规定的最高工作温度；（3）监测点的温升速率dT/dt≥1℃/s，且持续3s以上；

当（1）和（3）或者（2）和（3）发生时，判定发生热失控。此外，加热过程中及加热结束1h内，如果

发生起火、爆炸现象，则试验终止。

表2加热装置功率选择

试验对象电能E加热装置最大功率

WhW

E＜10030～300

100≤E＜400300～1000

400≤E＜800300～2000

E≥800＞600

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5.4循环后过充电

在45℃环境温度下，按照4.5规定的试验方法对电池进行500次循环。再将电池按照4.5.1规定的试

验方法充满电后，用制造商规定的最大充电电流充电。试验过程中检测电池温度变化，当出现以下两种

情形之一时，试验终止：

a)充电至1.5倍的充电上限电压后继续恒压充电1h；

b)总充电时间达到1.5h。

5.5爆炸极限

5.5.1试验对象为电池单体。

5.5.2试验对象按2.1要求进行试验准备。

5.5.3将试验对象放入密闭压力容器。压力容器的初始试验条件：

a)推荐使用容积不小于82L的密闭压力容器；

b)初始压力为大气压力，初始氧气体积浓度小于1%。

5.5.4采用确定的热失控试验方法触发电池热失控，密闭容器内温度恢复环境温度后采集热失控后压

力容器内的混合气体。

5.5.5采用气相色谱仪或其他等效气体分析技术定量确定热失控烃类气体和其他特定气体，如氢气。

5.5.6根据5.5.5测定的气体成分和比例，配制热失控气体混合物。

5.5.7按照GB12474标准要求和方法，分别测定在环境温度和排气温度下热失控气体混合物的燃烧

下限。

5.5.8按照GB/T803标准要求和方法，测定热失控气体混合物的最大爆炸压力（Pmax）。

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参考文献

[1]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

[2]IEC61959:2004含碱性或其他非酸性电解质的二次电池及电池组-密封便携式电池和电池组机械

测试

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目次

前言...........................................................................II

引言..........................................................................III

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4试验条件............................................................................2

4.1试验的适用性....................................................................2

4.2试验的环境条件..................................................................2

4.3参数测量公差....................................................................3

4.4温度测量方法....................................................................3

4.5测试用充放电程序................................................................3

4.6一般要求........................................................................3

5试验方法............................................................................4

5.1概述............................................................................4

5.2过充电..........................................................................4

5.3热失控起始温度..................................................................4

5.4循环后过充电....................................................................5

5.5爆炸极限........................................................................5

参考文献........................................................................6

I

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锂离子电池储能系统安全评价第2部分：单体电池试验方法

1范围

本文件规定了锂离子电池单体安全分级评价试验方法。

本文件适用于储能用锂离子电池单体。

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。

GB44240电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求

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lithiumioncell

依靠锂离子在正极和负极之间移动实现化学能与电能相互转化的装置，并被涉及成可充电。

注：该装置包括电极、隔膜、电解质、容器和端子等。

3.2

标称电压nominalvoltage

用以标识电池或电池组电压的适宜的近似值。

[来源：GB/T18287—2013，3.7]

3.3

额定容量ratedcapacity

C

制造商标明的电池或电池组容量。

注：单位为安时（Ah）或毫安时（mAh）。

3.4

额定能量nominalenergy

由制造商标明的在规定条件下确定的电池或电池组的能量值，通过标称电压乘以额定容量计算得出，

可向上取整，单位为瓦特小时（Wh）或毫瓦特小时（mWh）。

注：对于电池组的额定能量，以电池和电池组参数分别计算的所得值不同时，取较大者。

3.5

参考试验电流referencetestcurrent

参考试验电流用It表示，其数值与额定容量（C）相同。

注：单位为安（A）或毫安（mA）。

3.6

充电限制电压limitedchargingvoltage

Ucl

制造商规定的电池或电池组的额定最大充电电压。

3.7

充电上限电压upperlimitedchargingvoltage

Uup

制造商规定的电池或电池组能承受的最高安全充电电压。