極速充電鋰離子動(dòng)力電池單體技術(shù)規(guī)范

1極速充電鋰離子動(dòng)力電池單體技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了電動(dòng)汽車用極速充電鋰離子動(dòng)力蓄電池（以下簡(jiǎn)稱電池）單體的技術(shù)要求、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則以及標(biāo)識(shí)、包裝、貯存和運(yùn)輸要求。本文件適用于電動(dòng)汽車用極速充電鋰離子動(dòng)力蓄電池單體，其它類型電池可參考執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T19596電動(dòng)汽車術(shù)語(yǔ)GB/T31484—2015電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗(yàn)方法GB/T34014汽車動(dòng)力蓄電池編碼規(guī)則GB38031—2020電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求T/GERSXXXX—2023鋰離子動(dòng)力電池快速充電循環(huán)性能測(cè)試規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T19596、GB38031界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1極速充電extremefastcharging（XFC）電池從0充電至其80%SOC的綜合充電時(shí)間不大于10分鐘的充電性能。簡(jiǎn)稱極充。4縮略語(yǔ)和符號(hào)下列符號(hào)和縮略語(yǔ)適用于本文件。SOC：荷電狀態(tài)（state-of-charge）。C1：1小時(shí)率額定容量（Ah）。I1：1小時(shí)率放電電流（A），其數(shù)值等于額定容量值C1。I3：3小時(shí)率放電電流（A），其數(shù)值等于額定容量的1/3。xI1：1/x小時(shí)率放電電流（A），其數(shù)值等于額定容量的x倍。5技術(shù)要求5.1基本要求5.1.1外觀2電池單體按7.1.1檢驗(yàn)時(shí)，外觀不得有形變及裂紋，表面應(yīng)平整、無(wú)毛刺、干燥、無(wú)外傷、無(wú)污物，且應(yīng)有清晰、正確的標(biāo)志。若電芯表面有絕緣膜或絕緣貼片包覆，絕緣膜或絕緣貼片應(yīng)與電芯表面貼合緊密、無(wú)氣泡、無(wú)雜物，且其中與熱管理系統(tǒng)有熱傳遞的面應(yīng)保證絕緣膜厚度保持一致。5.1.2極性電池單體按7.1.2檢驗(yàn)時(shí)，端子極性標(biāo)識(shí)應(yīng)正確、清晰。5.1.3外形尺寸及質(zhì)量電池單體按7.1.3檢驗(yàn)時(shí)，電池外形尺寸（含公差）、質(zhì)量（含公差）應(yīng)符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求。5.2電性能要求5.2.1容量特性5.2.1.1室溫放電容量（初始容量）電池單體按7.2.1.1試驗(yàn)時(shí)，其室溫（25℃)初始容量應(yīng)不低于額定容量，并且不超過(guò)額定容量的110%，同時(shí)所有測(cè)試對(duì)象初始容量極差不大于初始容量平均值的5%。5.2.1.2低溫放電容量電池單體按7.2.1.2試驗(yàn)時(shí)，其低溫（-20℃)放電容量應(yīng)不低于初始容量的75%。5.2.1.3高溫放電容量電池單體按7.2.1.3試驗(yàn)時(shí)，其高溫（45℃)放電容量應(yīng)不低于初始容量的95%。5.2.2能量密度電池單體按7.2.1.1試驗(yàn)時(shí)，其能量密度應(yīng)不小于200Wh/kg。5.2.3倍率特性5.2.3.1室溫倍率放電性能電池單體按7.2.2.1試驗(yàn)時(shí)，其放電容量應(yīng)不低于初始容量的95%。5.2.3.2室溫倍率充電性能電池單體按7.2.2.2試驗(yàn)時(shí)，其放電容量應(yīng)不低于初始容量的90%。5.2.4快充特性5.2.4.1快充時(shí)間電池單體按7.2.2.2試驗(yàn)時(shí)，0～80%SOC充電時(shí)間應(yīng)不大于10min，且電池單體溫升應(yīng)不大于30℃。5.2.4.2充電恒流比電池單體按7.2.3試驗(yàn)時(shí)，其充電恒流比應(yīng)不低于80%。5.2.5能量效率電池單體按7.2.4試驗(yàn)時(shí)，其室溫（25℃)能量效率應(yīng)不低于90%。35.2.6脈沖倍率5.2.6.1脈沖充電倍率電池單體按7.2.5試驗(yàn)時(shí)，其室溫（25℃)50%SOC、10s的最大脈沖充電倍率應(yīng)不小于8C。5.2.6.2脈沖放電倍率電池單體按7.2.5試驗(yàn)時(shí)，其室溫（25℃)50%SOC、10s的最大脈沖放電倍率應(yīng)不小于10C。5.2.7荷電保持與容量恢復(fù)能力電池單體按7.2.6試驗(yàn)時(shí)，其室溫（25℃)及高溫（45℃)荷電保持容量應(yīng)不低于初始容量的90%，恢復(fù)容量應(yīng)不低于初始容量的95%。5.2.8存儲(chǔ)性能電池單體按7.2.7試驗(yàn)時(shí)，其恢復(fù)容量應(yīng)不低于初始容量的95%；同時(shí)所有測(cè)試對(duì)象恢復(fù)容量和能量效率極差應(yīng)不大于平均值的5%。5.2.9循環(huán)壽命5.2.9.1標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命電池單體按7.2.8.1試驗(yàn)時(shí)，25℃條件下循環(huán)次數(shù)達(dá)500次時(shí)，放電容量應(yīng)不低于初始容量的95%；或者循環(huán)次數(shù)達(dá)到1000次時(shí)，放電容量應(yīng)不低于初始容量的85%。5.2.9.2快充循環(huán)壽命電池單體按7.2.8.2試驗(yàn)時(shí)，25℃條件下循環(huán)次數(shù)達(dá)500次時(shí)，放電容量應(yīng)不低于初始容量的95%；或者循環(huán)次數(shù)達(dá)到1000次時(shí)，放電容量應(yīng)不低于初始容量的85%。5.3安全要求5.3.1電池單體按7.3.1進(jìn)行過(guò)放電試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)不起火、不爆炸。5.3.2電池單體按7.3.2進(jìn)行過(guò)充電試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)不起火、不爆炸。5.3.3電池單體按7.3.3進(jìn)行外部短路試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)不起火、不爆炸。5.3.4電池單體按7.3.4進(jìn)行加熱試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)不起火、不爆炸。5.3.5電池單體按7.3.5進(jìn)行溫度循環(huán)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。5.3.6電池單體按7.3.6進(jìn)行擠壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)不起火、不爆炸。6試驗(yàn)條件與準(zhǔn)備6.1一般條件6.1.1除另有規(guī)定外，試驗(yàn)應(yīng)在溫度為25℃±2℃,相對(duì)濕度為10%～90%，大氣壓力86kPa～106kPa的環(huán)境中進(jìn)行，本文件所提及的室溫是指25℃±2℃。46.1.2當(dāng)測(cè)試目標(biāo)環(huán)境改變時(shí)，在進(jìn)行測(cè)試前電池單體應(yīng)完成環(huán)境適應(yīng)性過(guò)程：在低溫環(huán)境靜置不少于24h，在高溫環(huán)境靜置不少于16h，或電池單體溫度與目標(biāo)環(huán)境溫度差值不超過(guò)2℃。6.2測(cè)量?jī)x器、儀表準(zhǔn)確度測(cè)量?jī)x器、儀表準(zhǔn)確度應(yīng)滿足以下要求：a)電壓測(cè)量裝置：±0.5%FS；b)電流測(cè)量裝置：±0.5%FS；c)溫度測(cè)量裝量：±1℃;d)時(shí)間測(cè)量裝置：±0.1%s；e)尺寸測(cè)量裝置：±0.1%FS；f)質(zhì)量測(cè)量裝置：±0.1%FS。6.3測(cè)試過(guò)程誤差控制值（實(shí)際值）與目標(biāo)值之間的誤差要求如下：6.4數(shù)據(jù)記錄與記錄間隔除在某些具體測(cè)試項(xiàng)目中另有說(shuō)明，否則測(cè)試數(shù)據(jù)（如時(shí)間、溫度、電流和電壓等）的記錄間隔應(yīng)不大于30s。6.5試驗(yàn)準(zhǔn)備6.5.1標(biāo)準(zhǔn)充電電池單體先以1I1電流放電至規(guī)定的放電終止電壓，靜置1h，然后以1I1電流恒流充電至規(guī)定的充電終止電壓，再以恒壓充電直至電流降至0.05I1時(shí)停止充電，靜置1h。6.5.2標(biāo)準(zhǔn)放電電池單體以1I1電流放電至規(guī)定的放電終止電壓，靜置1h。6.5.3預(yù)處理正式開始測(cè)試前，電池單體應(yīng)先進(jìn)行預(yù)處理循環(huán)，以保證試驗(yàn)對(duì)象的性能處于激活和穩(wěn)定狀態(tài)。具體步驟如下：a)按照6.5.1對(duì)電池單體進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電；b)以1I1的電流放電至規(guī)定的放電終止電壓；c)靜置30min；d)重復(fù)步驟a)～c)5次。如果電池單體連續(xù)兩次的放電容量變化不高于額定容量的3%，則認(rèn)為電池單體完成了預(yù)處理，預(yù)處理循環(huán)可以中止。7試驗(yàn)方法57.1基本要求試驗(yàn)方法7.1.1外觀在良好的光線條件下，用目測(cè)法和量具檢查電池單體的外觀。7.1.2極性用電壓表檢測(cè)電池單體的極性。7.1.3外形尺寸及質(zhì)量用量具（如三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x）和衡器（如臺(tái)稱）測(cè)量電池單體的外形尺寸及質(zhì)量，測(cè)量電池單體厚度時(shí)應(yīng)在指定的壓力下進(jìn)行。7.2電性能試驗(yàn)方法7.2.1容量特性7.2.1.1室溫放電容量（初始容量）電池單體室溫放電容量試驗(yàn)按如下步驟進(jìn)行：a)室溫下，按照6.5.1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電；b)室溫下，以1I1的電流放電至規(guī)定的放電終止電壓；c)記錄放電容量（以Ah計(jì)），計(jì)算能量密度（以Wh/kg計(jì)）；d)重復(fù)步驟a)～c）5次，當(dāng)連續(xù)3次試驗(yàn)結(jié)果的極差小于額定容量的3%，可提前結(jié)束試驗(yàn)，取最后3次試驗(yàn)結(jié)果平均值作為室溫放電容量（初始容量）和能量密度。7.2.1.2低溫放電容量電池單體低溫放電容量試驗(yàn)按如下步驟進(jìn)行：a)室溫下，按照6.5.1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電；b)-20℃±2℃下，靜置24h，進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)；c)-20℃±2℃下，以1I1電流放電至規(guī)定的放電終止電壓；d)記錄放電容量（以Ah計(jì)）。7.2.1.3高溫放電容量電池單體高溫放電容量試驗(yàn)按如下步驟進(jìn)行：a)室溫下，按照6.5.1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電；b)45℃±2℃下，靜置5h，進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)；c)45℃±2℃下，以1I1電流放電至規(guī)定的放電終止電壓；d)記錄放電容量（以Ah計(jì)）。7.2.2倍率特性7.2.2.1室溫倍率放電性能電池單體倍率放電性能試驗(yàn)按如下步驟進(jìn)行：a)室溫下，以1I1電流放電至規(guī)定的放電終止電壓，靜置1h；b)室溫下，以1I1電流充電至規(guī)定的充電終止電壓，靜置1h；c)重復(fù)步驟a)～b)3次，取3次放電試驗(yàn)結(jié)果平均值，計(jì)算初始容量；6d)室溫下，以1I1電流充電至規(guī)定的充電終止電壓，靜置1h；e)室溫下，以xI1電流進(jìn)行恒流放電，記錄放電容量；f)重復(fù)d)～e)3次，計(jì)算放電容量與初始容量的比值。7.2.2.2室溫倍率充電性能電池單體倍率充電性能試驗(yàn)按如下步驟進(jìn)行：a)室溫下，以1I1電流放電至規(guī)定的放電終止電壓，靜置1h；b)室溫下，以1I1電流充電至規(guī)定的充電終止電壓，靜置1h；c)重復(fù)a)～b)3次，取3次放電試驗(yàn)結(jié)果平均值，計(jì)算初始容量；d)室溫下，以xI1電流進(jìn)行恒流充電至規(guī)定的充電終止電壓，記錄充電時(shí)間，記錄溫升，靜置1h；e)室溫下，以1I1電流放電至規(guī)定的放電終止電壓，記錄放電容量；f)重復(fù)d)～e)3次，計(jì)算放電容量與初始容量的比值。7.2.3充電恒流比電池單體充電恒流比試驗(yàn)按如下步驟進(jìn)行：a)室溫下，以1I1電流放電至規(guī)定的放電終止電壓，靜置1h；b)室溫下，以xI1電流恒流充電至規(guī)定的充電終止電壓，轉(zhuǎn)恒壓充電至規(guī)定的充電終止電流，記錄充電容量；c)計(jì)算恒流充電區(qū)間的充電容量與總充電容量的比值。7.2.4能量效率電池單體能量效率試驗(yàn)按如下步驟進(jìn)行：a)室溫下，按6.5.2進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)放電；b)室溫下，按6.5.1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電，記錄充電能量；c)室溫下，按6.5.2進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)放電，記錄放電能量；d)根據(jù)（放電能量/充電能量）×100%計(jì)算能量效率。7.2.5脈沖倍率電池單體脈沖倍率性能試驗(yàn)按如下步驟進(jìn)行：a)室溫下，以1I1電流放電至規(guī)定的放電終止電壓，靜置1h，然后按規(guī)定的充電方法進(jìn)行充電；b)室溫下，以1I3電流放電，調(diào)節(jié)電池單體SOC至50%；c)指定溫度下進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)，靜置6h或電池單體溫度與目標(biāo)環(huán)境溫度差值不超過(guò)2℃;d)以規(guī)定的電流充電10s，觀察電池單體是否達(dá)到充電終止電壓，記錄充電結(jié)束電壓＜規(guī)定的充電終止電壓的最大脈沖倍率，靜置1h；e)室溫下，以1I3電流放電，調(diào)節(jié)電池單體SOC至50%；f)以規(guī)定的電流放電10s，觀察電池單體是否達(dá)到放電終止電壓，記錄放電結(jié)束電壓＞規(guī)定的放電終止電壓的最大脈沖倍率。7.2.6荷電保持與容量恢復(fù)能力7.2.6.1室溫荷電保持與容量恢復(fù)能力電池單體室溫荷電保持與容量恢復(fù)能力試驗(yàn)按如下步驟進(jìn)行：a)室溫下，按6.5.1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電；7b)室溫下，存儲(chǔ)28d；c)室溫下，以1I1電流放電至規(guī)定的放電終止電壓；d)計(jì)算荷電保持容量（以Ah計(jì)）；e)室溫下，按6.5.1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電；f)室溫下，以1I1的電流放電至規(guī)定的放電終止電壓；g)計(jì)算恢復(fù)容量（以Ah計(jì)）。7.2.6.2高溫荷電保持與容量恢復(fù)能力電池單體高溫荷電保持與容量恢復(fù)能力試驗(yàn)按如下步驟進(jìn)行：a)室溫下，按6.5.1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電；b)45℃±2℃下，存儲(chǔ)7d；c)室溫下，靜置5h，以1I1電流放電至規(guī)定的放電終止電壓；d)計(jì)算荷電保持容量（以Ah計(jì)）；e)室溫下，按6.5.1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電；f)室溫下，以1I1的電流放電至規(guī)定的放電終止電壓；g)計(jì)算恢復(fù)容量（以Ah計(jì)）。7.2.7存儲(chǔ)性能電池單體存儲(chǔ)性能試驗(yàn)按如下步驟進(jìn)行：a)室溫下，按6.5.1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電；b)室溫下，以1I1電流放電30min；c)45℃±2℃下，存儲(chǔ)28d；d)室溫下，靜置5h，進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)；e)室溫下，按6.5.1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電；f)室溫下，以1I1電流放電至規(guī)定的放電終止電壓，計(jì)算恢復(fù)容量（以Ah計(jì)）；g)室溫下，按6.5.1進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充電，以步驟f)中的放電容量與本步驟的充電容量計(jì)算能量效率，得出存儲(chǔ)性能。7.2.8循環(huán)壽命7.2.8.1標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命電池單體標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命試驗(yàn)按GB/T31484-2015中6.4規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行。7.2.8.2快充循環(huán)壽命電池單體快充循環(huán)壽命試驗(yàn)按T/GERSXXXX-XXXX《鋰離子動(dòng)力電池快速充電循環(huán)性能測(cè)試規(guī)范》規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行。7.3安全性能試驗(yàn)方法7.3.1過(guò)放電按GB38031-2020中8.1.2規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。7.3.2過(guò)充電按GB38031-2020中8.1.3規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。87.3.3外部短路按GB38031-2020中8.1.4規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。7.3.4加熱按GB38031-2020中8.1.5規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。7.3.5溫度循環(huán)按GB38031-2020中8.1.6規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。7.3.6擠壓按GB38031-2020中8.1.7規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。8檢驗(yàn)規(guī)則8.1一般要求電池單體的檢驗(yàn)項(xiàng)目要求見表1。表1電池單體檢驗(yàn)項(xiàng)目及要求1●●2●●3●●4●●5●6●7●8●9●●●●●●●●●●●●●●9●8.2型式檢驗(yàn)8.2.1檢驗(yàn)條件有下列情況之一時(shí)，應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)：a)新產(chǎn)品投產(chǎn)或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)產(chǎn)；b)轉(zhuǎn)廠；c)停產(chǎn)超過(guò)一年后復(fù)產(chǎn)；d)結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大改變，可能影響產(chǎn)品性能時(shí)；e)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)提出進(jìn)行型式檢驗(yàn)的要求時(shí)；f)出現(xiàn)批量質(zhì)量問(wèn)題或需方提出要求時(shí)。8.2.2抽樣方法型式檢驗(yàn)樣品應(yīng)從出廠檢驗(yàn)合格能夠覆蓋整個(gè)加工工藝的產(chǎn)品中隨機(jī)抽取。8.2.3判定原則所有型式檢驗(yàn)項(xiàng)目均通過(guò)，則判定產(chǎn)品合格；若有一項(xiàng)不合格，則判定為不合格。8.3出廠檢驗(yàn)8.3.1基本要求每一批產(chǎn)品出廠前都應(yīng)進(jìn)行出廠檢