IEC 63115-12020+AMD12022 CSV 含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和电池组.工业用密封镍金属氢化物电池和电池.第1部分性能标准立项发展报告

含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和电池组工业用密封镍金属氢化物电池和电池第1部分：性能标准立项发展报告EnglishTitleStandardizationDevelopmentReport:Secondarycellsandbatteriescontainingalkalineorothernon-acidelectrolytes-Sealednickel-metalhydridecellsandbatteriesforuseinindustrialapplications-Part1:Performance摘要随着全球能源转型与工业电气化进程的加速推进，工业用二次电池在备用电源、储能系统、轨道信号、应急照明及不间断电源（UPS）等领域的应用日益广泛。密封镍金属氢化物（Ni-MH）电池凭借其高比能量、长循环寿命、良好低温性能及环境友好特性，在工业领域占据着不可替代的重要地位。为确保该类电池的性能评估方法科学统一、技术指标客观可比，国际电工委员会（IEC）于2020年发布IEC63115-1:2020标准，并于2022年通过修正案AMD1:2022形成合并版IEC63115-1:2020+AMD1:2022CSV。本报告系统梳理该标准的立项背景、修订历程、核心技术内容及行业应用价值，深入分析其主要参与单位的组织架构和技术贡献，并对该标准未来发展趋势进行前瞻性展望。报告指出，该标准的发布填补了工业用密封Ni-MH电池国际性能标准的空白，对于规范全球市场秩序、促进技术进步和推动国际贸易具有重要意义，也为我国相关国家标准和行业标准的制修订提供了重要技术参考。关键词：镍金属氢化物电池；碱性电解质；工业应用；性能测试；国际电工委员会；标准化；二次电池Keywords:Nickel-metalhydridebatteries;Alkalineelectrolytes;Industrialapplications;Performancetesting;InternationalElectrotechnicalCommission;Standardization;Secondarycells1.引言1.1研究背景全球气候变化应对与碳中和目标的提出，正深刻改变着全球能源结构和工业发展模式。作为能源存储与转换的核心载体，二次电池技术在工业领域的应用场景不断拓展，技术性能要求也日益提高。在众多二次电池体系中，密封镍金属氢化物电池凭借其较高的体积比能量、优异的安全性能、宽泛的工作温度范围以及不含镉铅等有害物质的环保优势，在轨道交通、通信基站、电力系统、石油化工等工业领域中保持着稳定的市场需求。国际电工委员会（IEC）作为全球最具权威的电子电工标准化机构，其下设的IEC/TC21（蓄电池和电池组技术委员会）长期致力于各类二次电池国际标准的制修订工作。在此框架下，IEC63115系列标准专门针对含碱性或其他非酸性电解质的密封镍金属氢化物电池制定规范，其中第1部分聚焦于性能要求与测试方法。1.2标准基本信息IEC63115-1:2020+AMD1:2022CSV标准由国际电工委员会发布，标准状态为现行有效，分类号为碱性蓄电池，发布日期为2022年11月7日，语言版本为英语和法语双语。该标准在2020年原始版本的基础上，经2022年修正案修订后以合并版形式发布，实现了技术内容的即时更新与完善。2.标准立项背景与修订历程2.1立项必要性分析2.1.1技术发展需求镍金属氢化物电池技术自20世纪90年代商业化以来，经历了多轮技术迭代与性能提升。早期IEC61951-2标准虽涉及便携式密封Ni-MH电池的规范，但工业应用场景下的Ni-MH电池在容量等级、放电倍率、循环寿命、工作温度范围等方面均与便携式应用存在显著差异，亟需制定专门针对工业用途的独立标准。特别是在大型储能系统、备用电源等应用中，电池组的容量可达数百安时，其性能评估方法和测试条件需要更加严格的规范。2.1.2国际标准体系完善需求随着IEC63115系列标准的规划立项，IEC/TC21致力于建立覆盖工业用碱性二次电池的全系列标准体系。该系列标准与IEC62675（工业用碱性二次电池）、IEC63115-2（工业用密封Ni-MH电池的安全要求）等标准协同配套，构建了完整的技术规范矩阵。其中，第1部分性能标准的制定是整个系列标准的基础和前提，其发布标志着工业用密封Ni-MH电池标准化工作进入了系统化阶段。2.2标准制定与修订历程本标准制定过程遵循IEC国际标准制定程序，经历了NP（新工作项目提案）、WD（工作组草案）、CD（委员会草案）、DIS（国际标准草案）、FDIS（最终国际标准草案）等关键阶段。2020年，IEC正式发布IEC63115-1:2020版本。此后，针对实施过程中发现的技术细节问题和行业发展新需求，IEC/TC21启动了修正案编制工作，最终于2022年发布AMD1修正案，并将修正内容与原标准合并形成IEC63115-1:2020+AMD1:2022CSV合并版。2.3与相关标准的关系该标准在IEC标准化体系中具有明确的定位与关联。在体系层级上，其上位标准为IEC63115系列框架，平行标准包括IEC63115-2（安全要求部分），关联标准涵盖IEC61951-2（便携式密封Ni-MH电池）、IEC62620（工业用锂蓄电池）以及IEC60622（工业用镉镍电池）等。该标准在术语定义、测试条件、参数指标等方面与上述标准保持高度协调一致，确保了标准体系的整体兼容性和可比性。3.标准核心技术内容解析3.1标准适用范围本标准适用于工业应用中使用的密封镍金属氢化物电池和电池组，包括但不限于以下典型应用场景：-固定式备用电源和应急照明系统；-不间断电源（UPS）系统；-轨道交通信号与通信系统；-电力系统开关操作电源；-石油化工及矿山安全设备；-通讯基站后备电源。标准涵盖单体和电池组两个层级，适用于容量范围广泛的电池产品，从几安时到数百安时的工业用电池均可采用本标准进行性能评估。3.2关键性能参数与测试方法3.2.1充放电性能测试标准规定了恒流充电、恒压充电及涓流充电等多种充电制度的测试方法，明确了不同充电模式下的电压、电流和温度限制。放电性能测试涵盖额定容量验证、不同放电倍率下的容量输出以及高倍率放电能力评估，确保产品在实际应用工况下的性能表现可被准确量化评估。3.2.2循环寿命测试循环寿命是衡量工业用Ni-MH电池可靠性的核心指标。标准明确了循环寿命测试的制度条件、截止判定标准和数据记录要求，规定了在标准测试条件下电池容量衰减至额定容量80%时的循环次数作为寿命終止判据。3.2.3储存性能与自放电测试标准规定了高温加速储存和常温长期储存两种评价方法，通过测量储存前后的容量保持率和容量恢复率来评估电池的储存性能。自放电测试方法明确了开路搁置条件、测试周期和容量损失计算方法。3.2.4内阻与功率特性测试标准引入了内阻测试规范，包括直流内阻（DCIR）和交流内阻（ACIR）两种测试方法，并对不同荷电状态（SOC）下的内阻变化进行了规定。功率特性测试用于评估电池在高功率输出场景下的能力表现。3.2.5环境适应性测试标准规定了不同温度环境下的性能测试方法，包括低温放电特性、高温耐受性能和温度循环条件下的容量变化等测试项目，确保电池在苛刻工业环境下的适用性。3.32022年修正案主要技术变更2022年发布的修正案（AMD1）主要涵盖以下几个方面的技术更新：-补充了新型高容量电池的测试条件，以适应技术发展带来的产品更新；-优化了循环寿命测试的截止条件和数据判定方法；-更新了部分测试参数的公差范围，使其更具可操作性；-补充了电池组层面测试的相关指南，完善了由单体到电池组的评价体系。4.标准主要参与单位介绍4.1国际电工委员会（IEC）国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）成立于1906年，总部位于瑞士日内瓦，是全球成立最早的国际性电工标准化机构，负责电工电子领域的国际标准化工作。IEC现有83个正式成员国和85个联络成员国，其发布的国际标准涵盖了电气工程、电子工程、电信、能源生产与分配等广泛领域。IEC的组织架构由理事会（Council）、标准管理局（SMB）、合格评定局（CAB）及执行委员会（ExCo）等核心机构组成。在技术层面，IEC设有200多个技术委员会（TC）和分技术委员会（SC），其中与蓄电池标准化密切相关的是IEC/TC21（蓄电池和电池组技术委员会）。4.2IEC/TC21技术委员会IEC/TC21（Secondarycellsandbatteries-蓄电池和电池组技术委员会）是负责二次电池和电池组国际标准制定的核心技术机构，其秘书处现由日本工业标准调查会（JISC）承担。TC21的职责范围涵盖：-所有类型二次电池的术语定义、性能测试和安全要求；-电池系统的安装、使用和维护指南；-与电池回收利用相关的技术规范。TC21下设多个工作组（WG）和项目组（PT），其中负责工业用碱性电池标准制定的是WG3（碱性蓄电池工作组）。该工作组的专家来自全球各主要电池制造商、科研机构、检测认证机构和终端用户企业，具有广泛的代表性和深厚的技术背景。4.3主要技术贡献单位在本标准的制定过程中，以下机构发挥了重要的技术支撑作用：日本工业标准调查会（JISC）作为TC21秘书处承担单位，JISC在标准制定组织协调、草案编制和意见汇总方面发挥了核心作用。日本作为全球最主要的Ni-MH电池生产国之一，其在镍氢电池领域的技术积累为标准的科学性和先进性提供了有力保障。法国标准化协会（AFNOR）作为IEC法语区的重要成员，AFNOR参与了标准法语版本的审定和质量控制工作，同时其国内的电池测试实验室为标准验证提供了数据支持。德国标准化协会（DIN）依托德国在工业电池应用领域的丰富经验，DIN的专家团队在标准中工业应用场景的界定和测试条件设定方面贡献了大量技术建议。中国电子技术标准化研究院（CESI）作为中国在IEC/TC21的主要对口单位，深度参与了本标准的编制工作。CESI依托其在电池检测和标准化领域的多年积累，结合中国Ni-MH电池产业的实际发展水平，在标准审议过程中提出了多项建设性意见，有效促进了标准内容的技术合理性。此外，来自韩国、美国、瑞士等国家的标准化机构和电池制造企业也积极参与了标准制定过程，形成了广泛的国际共识。5.标准实施价值与行业影响5.1对国际贸易的促进作用IEC63115-1:2020+AMD1:2022CSV作为统一的国际性能标准，为全球工业用密封Ni-MH电池的产品质量评价提供了共同的技术语言。该标准的实施有效降低了国际贸易中的技术壁垒，促进了电池产品在全球范围内的自由流通。制造商可依据该标准进行产品性能验证，采购方可根据该标准进行产品选型和验收，从而建立公平透明的贸易秩序。5.2对技术进步的引领作用标准中规定的性能测试方法和评价指标，实际上为工业用Ni-MH电池的技术发展设定了具有前瞻性的目标。通过对循环寿命、功率特性、环境适应性等指标的科学设定，标准引导制造商持续改进产品设计、优化制造工艺、提升产品可靠性，有力推动了整个行业的技术进步和产业升级。5.3对国家标准体系建设的参考价值该国际标准的发布对我国工业用Ni-MH电池相关标准的制修订具有重要参考意义。我国目前的GB/T30446系列标准虽然在便携式Ni-MH电池领域建立了较为完善的标准体系，但在工业用密封Ni-MH电池性能测试方面尚需进一步完善。参照IEC63115-1的技术框架，结合我国工业用电池的实际应用条件，推动国家标准与国际标准的接轨，将有利于提升我国电池产品的国际竞争力。6.结论与展望IEC63115-1:2020+AMD1:2022CSV《含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和电池组——工业用密封镍金属氢化物电池和电池——第1部分：性能》作为国际电工委员会在工业用密封镍金属氢化物电池领域的首项性能标准，填补了该细分领域国际标准的空白。标准通过系统规定充放电性能、循环寿命、储存性能、内阻特性及环境适应性等核心参数的测试方法，构建了科学完善的工业用Ni-MH电池性能评价体系，对规范和引导全球工业用Ni-MH电池产业健康发展发挥了重要作用。展望未来，随着新能源技术的快速发展，工业用二次电池面临锂离子电池等新型电池技术的激烈竞争，但Ni-MH电池在安全性、宽温域适应性及材料可持续性方面的独特优势，仍将保障其在特定工业领域的不可替代地位。在此背景下，IEC63115系列标准也将持续演进。未来标准修订的重点方向可能包括：适应更高倍率应用需求而引入脉冲放电测试方法、结合数字化智能化技术建立基于大数据分析的状态评估方法、以及响应绿色低碳发展理念而强化全生命周期环境绩效评价指标等。同时，建议我国相关部门和企业密切关注该标准的后续发展动态，积极参与国际标准制修订工作，将我国的优势技术和实践经验融入国际标准，提升我国在电池国际标准化领域的话语权和影响力。参考文献[1]IEC63115-1:2020+AMD1:2022CSV,Secondarycellsandbatteriescontainingalkalineorothernon-acidelectrolytes-Sealednickel-metalhydridecellsandbatteriesforuseinindustrialapplications-Part1:Performance[S].Geneva:IEC,2022.[2]IEC63115-2,Secondarycellsandbatteriescontainin