GB-T 36276-2023 电力储能用锂离子电池

GB/T36276-2023电力储能用锂离子电池前言0.1标准发布与修订说明本文件为中华人民共和国推荐性国家标准，标准编号GB/T36276-2023，由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会2023年12月28日批准发布，2024年07月01日正式实施。本文件替代GB/T36276-2018《电力储能用锂离子电池》，由全国电力储能标准化技术委员会（SAC/TC442）归口，中国电力科学研究院、宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、国网冀北电科院、南方电网科学研究院、储能系统集成头部企业联合编制。本次2023版全面对标国内大规模电网侧储能、风光配储、用户侧工商业储能、预制舱液冷储能实际运行工况，针对存量储能电池起火、循环后期安全衰减、高低温性能劣化、液冷电池适配性不足、高海拔运行可靠性差等行业痛点完成重大修订，核心修订内容如下：新增循环寿命后期热失控安全考核，电池完成全生命周期循环试验后，仍需满足全新电芯热失控安全指标，杜绝电池老化后安全失效隐患；新增液冷储能专用电池耐压、密封性、低温冷却液浸泡专项测试方法，适配当前主流液冷储能舱规模化应用；新增高海拔低气压绝缘、放电性能专项要求，覆盖西部高原储能电站应用场景；细化绝热温升、热失控触发阈值、热蔓延阻断时间量化指标，统一储能电池热安全判定标准；优化倍率充放电、能量效率、自放电率指标，区分风冷、液冷两种散热体系差异化限值；补齐电池模块、电池包层级过载、振动、湿热循环全项测试细则，实现单体-模块-包三级全维度测试闭环；统一储能电池测试环境、充放电设备精度、数据采样频率要求，消除不同检测机构试验结果偏差。本标准为电化学储能上游核心元器件基础性国标，规定电力储能场景锂离子电池单体、电池模块、电池包的分类、技术要求、标志、包装、运输、贮存及全项性能测试方法，是储能电池入厂抽检、型式试验、第三方检测、电站并网准入、电池招投标验收的唯一通用依据，同时与GB42288-2022储能电站安全规程、GB/T36547-2024储能接入电网技术规定、GB/T34120-2023并网运行控制规范形成上下游完整标准链。0.2适用范围适用产品：固定式电力储能系统配套锂离子电池单体、电池模块、电池包，主流体系包含磷酸铁锂锂离子电池、三元锂离子电池，覆盖风冷、液冷两种散热结构。适用场景：电网侧独立储能、新能源场站配套储能、火储联合调频、用户侧峰谷套利、微电网储能、高原储能电站全固定式储能场景。适用试验阶段：电池出厂型式试验、批次抽检、入网检测、循环老化后复检、失效复盘检测全测试场景。排除范围：动力电池、消费类锂电池、移动储能电池、固态电池、铅酸电池、钠离子电池不适用本标准，钠离子储能电池可参照本标准执行。0.3规范性引用文件GB/T2900.41电工术语原电池和蓄电池GB/T38631锂离子电池热失控测试方法GB/T2423.1环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.22环境试验第2部分：试验方法温度变化GB/T2423.10环境试验第2部分：试验方法振动(正弦)GB42288-2022电化学储能电站安全规程GB/T36547-2024电化学储能系统接入电网技术规定GB/T34131电化学储能电池管理系统技术要求IEC62660-2电力驱动车用二次锂离子电池第2部分：可靠性和滥用测试0.4试验通用前提条件（全文测试统一基准）标准试验环境：温度25℃±2℃，相对湿度45%±10%，标准大气压86kPa~106kPa；高海拔专项试验按照海拔4000m、气压61.6kPa执行。充放电设备精度：电流精度≤±0.5%FS，电压精度≤±0.1%FS，数据采样频率≥10Hz。电池预处理要求：所有测试前需完成3次标准充放电循环，直至容量偏差≤1%，保证电池状态一致性。试验终止判定：所有安全试验过程中，电池无起火、无爆炸、无喷射为合格；允许轻微冒烟、轻微鼓包。1术语和定义本文件沿用GB/T2900.41、GB/T38631通用电池术语，新增电力储能专属锂离子电池定义如下：电力储能用锂离子电池：适配长时间、大倍率、长循环、连续充放电工况，无车载震动冲击、侧重长寿命与热安全的固定式储能专用锂离子电池，区别于动力车用锂电池。液冷储能电池：内置冷却流道，通过绝缘冷却液循环换热实现温控的储能专用电池模块/电池包，适配大功率密集型预制舱储能。循环后期热安全：电池完成额定全生命周期循环次数后，再次开展热失控、挤压、过充等安全测试，验证老化后电池安全冗余能力。绝热温升速率：绝热环境下电池自发热温度上升速率，用于量化电池热失控前置风险。热蔓延阻断时间：单体电芯热失控触发后，相邻电芯不发生连锁热失控的最长间隔时间。储能标准倍率：电力储能基准充放电倍率0.5C，调频储能专用倍率1C，长时储能基准倍率0.25C。2产品分类、型号与基本参数2.1产品分类按电芯体系：磷酸铁锂储能锂离子电池、三元储能锂离子电池；按散热方式：风冷储能电池、液冷储能电池；按集成层级：电池单体、电池模块、电池包；按应用工况：常规能量型储能电池、功率型调频储能电池。2.2储能电池基础额定参数要求参数项目能量型磷酸铁锂电池功率型磷酸铁锂电池储能三元锂电池额定电压3.2V3.2V3.7V标准充电截止电压3.65V3.65V4.20V放电截止电压2.50V2.50V2.80V标准测试倍率0.5C1C0.5C最低工作温度-20℃-20℃-30℃2.3外观与结构要求电池单体外壳无变形、裂纹、漏液、锈蚀，极柱无歪斜、无氧化；电池模块内部汇流排连接牢固，绝缘垫片完整，无金属裸露；液冷电池流道无堵塞、无渗漏，管路耐压≥1.0MPa，保压5min无压降；所有电池层级绝缘电阻：常温下≥500MΩ，高海拔环境下≥100MΩ。3核心技术要求（强制指标）3.1电性能要求3.1.1容量与能量效率25℃标准环境下，0.5C放电容量≥额定容量；能量型电池往返能量效率≥95%，功率型电池往返能量效率≥93%；1C大倍率放电容量保持率≥98%，2C倍率放电容量保持率≥95%。3.1.2高低温放电性能-20℃低温环境0.5C放电：容量保持率≥85%；55℃高温环境0.5C放电：容量保持率≥96%；高海拔4000m低气压环境：容量保持率≥97%，绝缘无异常下降。3.1.3自放电与一致性要求满电态常温静置28天，自放电率≤3%；同批次单体电压极差≤20mV，模块内单体电压极差≤30mV。3.1.4循环寿命要求能量型磷酸铁锂电池：6000次循环后容量保持率≥80%；功率型磷酸铁锂电池：4000次循环后容量保持率≥80%；储能三元锂电池：3000次循环后容量保持率≥80%；2023版新增强制要求：循环寿命试验结束后，电池需再次通过全套热安全测试，安全性能与新电池一致。3.2环境适应性要求温度循环：-40℃~75℃冷热循环50次，无漏液、无鼓包、无容量骤降；湿热环境：85℃、85%RH湿热放置96h，绝缘正常、无腐蚀；振动性能：模拟公路运输及预制舱运行振动，振动后容量衰减≤2%；低气压：4000m海拔低气压放置4h，无外壳鼓包、无内部气体泄漏。3.3电气安全要求过充电：1.5倍额定充电容量过充，不起火、不爆炸；过放电：0V深度过放静置24h，不起火、不爆炸、无电解液泄漏；外部短路：正负极直接短路10s，电池表面最高温度≤120℃，无热失控；过载放电：3倍额定电流持续放电30s，无保护误动、无壳体烧穿。3.4机械安全要求挤压测试：半球挤压头挤压，壳体变形后不起火、不爆炸；重物冲击：9.1kg重物1m高度冲击电芯，无热失控；跌落测试：1m高度自由跌落，电池结构完整、电气性能正常。3.5热安全要求（本标准核心升级条款）绝热温升速率≤0.05℃/min，提前抑制隐性热失控风险；热失控触发温度≥180℃，远高于储能舱常规运行温度；单体热失控后，相邻电芯热蔓延阻断时间≥30s，为消防联动预留充足时间；热失控最大喷射温度≤800℃，无明火剧烈喷射。4全项性能测试方法（逐条完整试验步骤）本章覆盖电性能、环境、机械、电气、热安全、液冷专项、高海拔专项全部测试项目，明确试验流程、参数设置、判定标准，可直接用于第三方实验室及工厂质检实操。4.1电性能全项测试方法4.1.1标准容量与能量效率测试静置：电池在25℃环境静置3h，温度完全均衡；充电：0.5C恒流充电至截止电压，恒压充电至电流降至0.05C，静置1h；放电：0.5C恒流放电至放电截止电压，记录放电容量与放电能量；计算：往返能量效率=放电总能量/充电总能量×100%；判定：满足3.1章节指标即为合格。4.1.2高低温放电性能测试低温测试：电池放入-20℃低温箱静置16h，0.5C恒流放电至截止电压，核算容量保持率；高温测试：电池放入55℃高温箱静置8h，0.5C恒流放电至截止电压，核算容量保持率；恢复测试：高低温测试后放回常温环境，循环2次，容量可完全恢复视为合格。4.1.3自放电率测试电池标准充满电后，记录初始容量；25℃常温无负载静置28天；0.5C放电测试剩余容量；自放电率=(初始容量-剩余容量)/初始容量×100%。4.1.4长循环寿命及循环后复测测试测试环境：35℃模拟储能舱实际运行环境；循环工况：0.5C充、0.5C放，100%SOC全区间循环；终止条件：容量衰减至80%额定容量或达到标准规定循环次数；强制复测步骤：循环结束后，电池无需修复，直接开展过充、挤压、热失控三项安全复测，复测合格方可判定循环试验整体合格。4.2环境适应性测试方法4.2.1温度循环测试单循环流程：-40℃静置2h→升温至75℃（1h升温）→75℃静置2h→降温至-40℃（1h降温），共计50个完整循环；测试后检测外观、容量、绝缘性能，无异常即为合格。4.2.2正弦振动测试频率范围：10Hz~55Hz，振幅0.35mm，X/Y/Z三轴向各振动2h，模拟储能舱运输及运行振动工况；振动后检测连接结构、电压一致性、容量衰减。4.2.3高海拔低气压测试气压调节至61.6kPa（对应海拔4000m）；连续静置4h，观测电池外壳有无鼓包、泄压；测试绝缘电阻与常温放电容量，核查低气压下电气稳定性。4.3电气安全滥用测试方法4.3.1过充电测试常温环境，0.5C电流持续充电至1.5倍额定充电容量；充电结束后静置2h，全程监测壳体温度、电压变化；合格判定：无起火、无爆炸、无电解液喷射，最高壳体温度≤130℃。4.3.2过放电测试0.5C恒流放电至0V，持续放电30min；放电完成后常温静置24h；合格判定：无漏液、无鼓包、无热失控，静置后电压可自然回升。4.3.3外部短路测试电池满电态，使用总电阻≤50mΩ铜导线直接短接正负极；短路持续10s，实时采集温度曲线；合格判定：10s内自行切断内部保护，无明火、无爆炸，峰值温度不超标。4.4机械安全测试方法4.4.1挤压测试采用半球形挤压头，挤压速度5mm/min，挤压位移至电池厚度50%后停止；保持挤压状态10min，监测热失控状态，允许轻微冒烟，禁止起火爆炸。4.4.2重物冲击测试9.1kg钢制重物从1m垂直高度自由下落，冲击电芯中心位置，观测2h，无热失控、无明火即为合格。4.4.3自由跌落测试电池单体/模块从1m高度自由跌落至硬质水泥地面，六个面分别跌落一次，测试后外观、电气性能无异常。4.5热安全专项测试方法（国标新增核心试验）4.5.1绝热温升测试将电池放入绝热加速量热仪（ARC），全程无热交换，以5℃/min速率升温，实时记录电池自发热温升速率，核查是否满足≤0.05℃/min指标。4.5.2热失控触发及热蔓延测试采用加热片触发热失控，记录电芯触发温度；多电芯紧密排布，触发单颗电芯热失控后，记录相邻电芯触发间隔时间；判定要求：热蔓延阻断时间≥30s，满足储能舱消防系统联动灭火需求。4.62023版新增液冷电池专项测试方法冷却液浸泡测试：电池冷却流道注入标准乙二醇冷却液，常温浸泡96h，无内部腐蚀、无绝缘下降；流道耐压测试：1.0MPa水压保压5min，压力无衰减，无接口渗漏；冷热流体冲击测试：冷却液温度从5℃~45℃循环切换30次，流道无开裂、无脱落。5检验规则5.1检验分类出厂检验：每批次电池必检项目：外观、电压、内阻、容量、绝缘电阻，不合格产品禁止出厂。型式检验：新产品定型、材料变更、工艺重大调整、每年度例行抽检、循环老化复检，需执行本标准全部全项测试。入网抽检：储能电站电池到货现场抽检，抽检比例每批次不少于2%，不合格则整批次拒收。5.2判定规则电性能、环境性能单项不合格，允许加倍抽样复检一次；电气安全、热安全、机械安全项目任意一项不合格，直接判定整批次不合格，禁止复检；循环后期热安全复测不合格，直接判定产品不满足长寿命储能应用要求。6标志、包装、运输和贮存6.1产品标志电池单体、模块、电池包必须永久标注：产品型号、额定电压、额定容量、生产批次、生产日期、执行标准GB/T36276-2023、正负极标识、防爆警示标识。6.2包装要求包装具备防震、防火、防静电功能，电池之间加装绝缘缓冲垫片，禁止金属导体直接接触极柱；液冷电池单独密封包装，防止冷却液泄漏污染电芯。6.3运输要求运输环境温度：-20℃~45℃，避免阳光直射、雨水浸泡；运输过程禁止剧烈撞击、堆叠挤压；满电态电池禁止长途运输，运输SOC区间控制在30%~50%。6.4贮存要求贮存环境：温度10℃~30℃，湿度≤60%RH；长期贮存每3个月补充一次电，维持SOC40%~60%；最长贮存周期不超过12个月，超期需重新执行全项出厂检测。7规范性附录附录A