固定式工商业储能用锂离子电池单体质量分级评价

固定式工商业储能用锂离子电池单体质量分级评价 Qualitygradingandevaluationstandardforlithium-Ionbatteriesused inindustrialandcommercialstationaryenergystoragesystems 中国化学与物理电源行业协会发布 目次 前言..............................................................................II1范围.................................................................................12规范性引用文件.......................................................................13术语、定义和符号.....................................................................14评价指标及要求.......................................................................35试验条件.............................................................................46试验准备.............................................................................47试验方法.............................................................................48型式试验.............................................................................8附录A（资料性附录）固定式工商业储能用锂离子电池单体质量分级评价实例..............9附录B（规范性）热失控产气气体体积计算方法.......................................11 前言 本文件应按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第一部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。 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这些专利的责任。 本文件由中国化学与物理电源行业协会移动电源分会提出。 本文件由中国化学与物理电源行业协会归口。 本文件主要起草单位： 固定式工商业储能用锂离子电池单体质量分级评价 1范围 本标准规定了固定式工商业储能用锂离子电池单体的性能质量试验方法及分级评价要求。本标准适用于固定式工商业储能产品用锂离子电池单体，仅包括磷酸铁锂体系。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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。 GB/T36276-2023电力储能用锂离子电池 UL9540A-2019电池储能系统热失控扩散评估方法（TestMethodforEvaluatingThermalRunawayFirePropagationinBatteryEnergyStorageSystems） DL/T2528-2022电力储能基本术语 3术语、定义和符号 下列术语和定义适用于本文件。 3.1术语和定义 3.1.1 电池标称电压nominalvoltageofbattery 3.1.2 初始化充电initializedcharging规定条件下，电池放电至放电截止条件后，再充电至充电截止条件的过程。[来源：GB/T36276-2023，定义3.1.3] 3.1.3 电池单体secondarycell 能够进行化学能与电能进行相互转换，实现充放电的基本单元。一般由正极、负极、隔膜、电解液和壳体等组成。 [来源：DL/T 2628-2022，定义4.2.3.1] J/CIAPS—20240006 3.1.4 起火fire电池任何部位发生持续燃烧的现象。不包括火花、闪燃及拉弧现象。 3.1.5 爆炸explosion电池外壳破裂，伴随响声，且有固体物质等主要成分抛射的现象。[来源：GB/T36276-2023，定义3.1.8] 3.1.6 漏液liquidleakage电池内部液体泄漏到壳体外部的现象。[来源：GB/T36276-2023，定义3.1.9] 3.1.7 绝热温升adiabatictemperaturerise电池单体在绝热条件下，由其内部产生或从其外部吸收的热量使电池单体表面温度升高的现象。[来源：GB/T36276-2023，定义3.1.10] 3.1.8 薄膜加热器filmheater 薄膜、胶带或其他类似薄片结构的电阻加热器，可轻松贴合电池表面。[来源：UL 9540A，定义4.9] 3.1.9 固定式工商业储能stationaryindustrialandcommercial energy storage 安装在固定的场所（如工厂、商业建筑等），利用电池储能技术，将工商业领域产生的剩余电能或可再生能源（如太阳能、风能等）转化为可储存的能量，并在需要时释放以满足工商业用户的用电需求。 3.1.10 自产热起始温度self-heatinginitiationtemperature 电池在绝热环境下，开始自发产生热量的温度点，具体定义为温升速率大于等于0.02℃/min时的温度点。 3.2符号 下列符号适用于本文件。 Prc：额定充电功率，单位为W，数值小数点后位数不超过2位。Prd：额定放电功率，单位为W，数值小数点后位数不超过2位。Eid：初始放电能量，单位为W·h，数值小数点后位数不超过2位。I1：1h率放电电流(A)，其数值等于额定容量值。Unom：标称电压，单位为V，数值小数点后位数不超过2位。 4评价指标及要求 电池单体应在满足实际容量大于标称容量的基础上，再按照表1进行质量分级评价。 J/CIAPS—20240006 5试验条件 5.1试验的环境条件 除非另有规定，试验应在温度15℃～40℃，相对湿度≤80%，大气压为86kPa～106kPa的环境中进行。 5.2试验设备 测量仪器应满足GB/T36276-2023中6.1.2.1规定要求。充放电设备应满足GB/T36276-2023中6.1.2.2规定要求。环境模拟装置应满足GB/T36276-2023中6.1.2.3规定要求。绝热模拟装置应满足GB/T36276-2023中6.1.2.4规定要求。短路试验装置应满足GB/T36276-2023中6.1.2.6规定要求。热失控试验装置应满足GB/T36276-2023中6.1.2.13规定要求。 6试验准备 6.1试验样品准备 电池单体按照GB/T36276-2023中6.2.1规定的方法进行试验样品准备。 6.2试验线路连接 电池单体按照GB/T36276-2023中6.2.2.1规定的方法进行试验线路连接。 6.3初始化充电 电池单体按照GB/T36276-2023中6.2.4.1.1规定的方法进行初始化充电。 7试验方法 7.1一般要求所有试验均在有充分安全保护的环境条件下进行。 7.2尺寸测量 按照GB/T36276-2023中6.3.1规定进行试验，并计算厚度绝对偏差和其他尺寸相对偏差。 7.3电性能试验 7.3.1初始充放电 电池单体25℃初始充放电性能试验按照下列步骤进行:a)按照GB/T36276-2023中6.4.1.1.1规定进行试验，计算每个试验样品初始充放电能量效率,按照公式（1）计算初始充放电能量效率极差R；R=η𝐀𦠀𝐀−η𝐀𦠀𝐀..........................................................................（1）式中：R——初始充放电能量效率极差，单位为百分号（%）； J/CIAPS—20240006 ηmax——初始充放电能量效率最大值，单位为百分号（%）；ηmin——初始充放电能量效率最小值，单位为百分号（%）。 7.3.245℃充放电 电池单体45℃充放电性能试验按照GB/T 36276-2023中6.4.1.2.1规定进行试验，计算每个试验样品45℃充放电能量效率。 7.3.35℃充放电 电池单体5℃充放电性能试验按照GB/T36276-2023中6.4.1.3.1规定进行试验，计算每个试验样品5℃充放电能量效率。 7.3.4高温高湿存储 电池单体高温高湿存储试验按照下列步骤进行： a)按照6.3进行电池单体初始化充电；b)在温度为(60±2)℃、相对湿度为（90±3）%条件下静置7d；c)在温度为(25±2)℃、相对湿度为（70±3）%条件下静置5h；d)在(25±2)℃下，以Prd恒功率放电至电池单体放电截止条件，静置10min，记录剩余放电能量Erd1；e)在(25±2)℃下，以Prc恒功率充电至电池单体充电截止条件，静置10min；f)在(25±2)℃下，以Prd恒功率放电至电池单体放电截止条件，记录恢复放电能量Erd2；g)断开试验样品和充放电装置的连接，拆除数据采样线，取出试验样品；h)重复步骤a)～g)至所有试验样品完成试验；i)以25℃初始放电能量和步骤d)的剩余放电能量按照公式（2）计算每个试验样品能量保持率ηEr； =𝐀𝐀𧰀1𝐀𦠀𧰀...............................................................................（2） 式中： ηEr——能量保持率，单位为百分号（%）；Erd1——试验后剩余放电能量，单位为瓦时（W·h）。 j)以25℃初始放电能量和步骤f)的恢复放电能量按照公式（3）计算每个试验样品放电能量恢复率ηre； =𝐀𝐀𧰀2𝐀𦠀𧰀...............................................................................（3） 式中： ηre——恢复能量保持率，单位为百分号（%）； Erd2——试验后恢复放电能量，单位为瓦时（W·h）。 7.3.5-20℃存储 电池单体-20℃存储试验按照下列步骤进行： a)按照6.3进行电池单体初始化充电；b)在温度为(-20±2)℃条件下静置3d；c)在温度为(25±2)℃条件下静置5h；d)在(25±2)℃下，以Prd恒功率放电至电池单体放电截止条件，静置10min，记录剩余放电能量 Erd1； e)在(25±2)℃下，以Prc恒功率充电至电池单体充电截止条件，静置10min；f)在(25±2)℃下，以Prd恒功率放电至电池单体放电截止条件,记录恢复放电能量Erd2；g)断开试验样品和充放电装置的连接，拆除数据采样线，取出试验样品；h)重复步骤a)～g)至所有试验样品完成试验；i)以25℃初始放电能量和步骤d)的剩余放电能量按照公式（2）计算每个试验样品能量保持率ηEr；j)以25℃初始放电能量和步骤f)的恢复放电能量按照公式（3）计算每个试验样品放电能量恢复率ηre。 7.4安全性能试验 7.4.1过充电 电池单体过充电性能试验按照下列步骤进行： a)将按照6.3条完成了初始化充电的电池单体与充放电装置连接；b)按照6.2将充放电装置的电压、温度数据采样线与电池单体连接；c)以I=Prc/Unom恒流充电至电压达