(高清版)GBT 43695-2024 鋰離子電池和電池組能源轉(zhuǎn)換效率要求和測(cè)量方法

鋰離子電池和電池組能源轉(zhuǎn)換效率要求和測(cè)量方法2024-03-15發(fā)布2024-10-01實(shí)施國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I前言 l2規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14試驗(yàn)條件 34.1試驗(yàn)的環(huán)境條件 34.2參數(shù)測(cè)量公差 34.3樣品預(yù)處理 34.4樣品的要求 44.5樣品的數(shù)量 45表示和計(jì)算方法 45.1概述 45.2容量 45.3能量 45.4庫(kù)倫效率 55.5能量效率 56要求和測(cè)量方法 56.1庫(kù)倫(容量)效率 56.2能量效率 6參考文獻(xiàn) 8Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部提出并歸口。本文件起草單位：中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、廣州賽西標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)研究院有限公司、蜂巢能源科技(無(wú)錫)有限公司、東莞新能源科技有限公司、昆山通達(dá)測(cè)科電子科技有限公司、深圳市比亞迪鋰電池有限公司、上?；ぴ簷z測(cè)有限公司。1鋰離子電池和電池組能源轉(zhuǎn)換效率要求和測(cè)量方法本文件規(guī)定了鋰離子電池和電池組的能源轉(zhuǎn)換效率要求，描述了計(jì)算方法和測(cè)量方法。本文件適用于鋰離子電池和電池組。2規(guī)范性引用文件本文件沒(méi)有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，并被設(shè)計(jì)成可充電。鋰離子電池組lithiumionbattery由任意數(shù)量的鋰離子電池組合而成且準(zhǔn)備使用的組合體。注：該組合體包含保護(hù)電路，還可能含有封裝材料、連接器、保護(hù)器件等。蓄電池放電時(shí)輸出的電荷量與此前充電時(shí)輸入的電荷量之比的百分?jǐn)?shù)。注1:若無(wú)特殊說(shuō)明，本文件中的庫(kù)倫效率特指等倍率下的效率。注2:庫(kù)倫效率又稱充放電效率。能量效率energyefficiency鋰離子電池放電時(shí)輸出的能量與此前充電時(shí)輸入的能量之比的百分?jǐn)?shù)。注：若無(wú)特殊說(shuō)明，本文件中的能量效率特指等倍率下的效率。恒[電]壓充電constantvoltagecharge不考慮充電電流和溫度，充電時(shí)使電壓維持恒定值的充電。2不考慮電池的電壓或溫度，充電期間電流保持恒定值的充電。額定容量ratedcapacityC制造商標(biāo)明的電池或電池組容量。注：?jiǎn)挝粸榘矔r(shí)(Ah)或毫安時(shí)(mAh)。充電容量chargecapacity在規(guī)定的充電條件下電池輸入的電荷。放電容量dischargecapacity在規(guī)定的放電條件下電池輸出的電荷。注：電荷(或電量)的國(guó)際單位是庫(kù)倫(1C=1As),但實(shí)際上電池容量通常用安時(shí)(Ah)來(lái)表示。E在規(guī)定的條件下電池(組)輸入/出的電能。充電能量chargeenerg)E在規(guī)定條件下電池輸入的電能。放電能量dischargeenergyE?在規(guī)定條件下電池輸出的電能。注：能量的國(guó)際單位是焦耳(1J=1Ws),但實(shí)際上電池能量通常用瓦時(shí)(Wh)(1Wh=3600J)來(lái)表示。參考試驗(yàn)電流referencetestcurrentI,數(shù)值與額定容量(C)相同的試驗(yàn)電流。注：?jiǎn)挝粸榘?A)或毫安(mA)。U3制造商規(guī)定的電池或電池組的額定最大充電電壓。制造商推薦的電池或電池組放電結(jié)束時(shí)的電壓。推薦充電電流recommendationchargingcurrent制造商推薦的恒流充電電流。推薦放電電流recommendationdischargingcurrent制造商推薦的持續(xù)放電電流。4試驗(yàn)條件4.1試驗(yàn)的環(huán)境條件除非另有規(guī)定，試驗(yàn)一般在下列條件下進(jìn)行：b)相對(duì)濕度：不大于90%;相對(duì)于規(guī)定值或?qū)嶋H值，所有控制值或測(cè)量值的準(zhǔn)確度應(yīng)在下述公差范圍內(nèi)：a)電壓：±0.1%;b)電流：所用量程的士1%;c)溫度：±2℃;d)時(shí)間：±0.1%;e)容量：±1%;f)能量：±1%。在充電前，電池或電池組宜在23℃士2℃的環(huán)境溫度下以0.2I,進(jìn)行放電至放電終止電壓。電池或電池組在下列試驗(yàn)中可采用以下方法進(jìn)行充電：在23℃士2℃的環(huán)境溫度下，以0.2I,恒流充電，當(dāng)電池端電壓達(dá)到充電限制電壓時(shí)，改為恒壓充電，直到充電電流小于或等于0.02I,,停止充電，最長(zhǎng)充電時(shí)間應(yīng)不大于8h。電池依照制造商規(guī)定的推薦放電電流進(jìn)行恒流放電至放電終止電壓。4.3.3充放電間隔時(shí)間電池按照4.3.1和4.3.2的規(guī)定進(jìn)行兩個(gè)充放電循環(huán)之后，再進(jìn)行第5章和第6章的試驗(yàn)。充放電4程序之間的時(shí)間間隔為上一個(gè)充電過(guò)程所用電流的倍率乘以60min。4.4樣品的要求除非另有規(guī)定，被測(cè)試樣品應(yīng)是客戶將要接受的產(chǎn)品的代表性樣品，包括小批量試產(chǎn)樣品或是準(zhǔn)備向客戶交貨的產(chǎn)品。若試驗(yàn)需要引入導(dǎo)線測(cè)試或連接時(shí)，引入導(dǎo)線測(cè)試或連接產(chǎn)生的總電阻應(yīng)小于20mΩ。4.5樣品的數(shù)量除非特殊說(shuō)明外，每個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的樣品為3個(gè)。樣品全部符合要求才能判為合格。5表示和計(jì)算方法5.1概述本文件中的能源效率指庫(kù)倫效率和能量效率兩種。5.2容量鋰離子電池和電池組的容量用以下方法表示。式中：C——電池或電池組容量，單位為安時(shí)(Ah)或毫安時(shí)(mAh);Ca—電池或電池組x倍率下的放電容量，單位為安時(shí)(Ah)或毫安時(shí)(mAh);Cy——電池或電池組y倍率下的充電容量，單位為安時(shí)(h)或毫安時(shí)(mAh)。在本文件中，x表示放電時(shí)電流的倍率，y為充電時(shí)電流的倍率。鋰離子電池和電池組的容量計(jì)算方法如公式(1)所示。式中：I;——第i次采樣時(shí)的電流值，單位為安(A)或毫安(mA);△t——容量采樣間隔時(shí)間，單位為毫秒(ms)或秒(s),該時(shí)間不應(yīng)大于1s。5.3能量鋰離子電池和電池組的能量用以下方法表示。式中：E——電池或電池組能量，國(guó)際單位是焦耳(J),但實(shí)際上電池能量通常用瓦時(shí)(Wh)來(lái)表示；E?——電池或電池組x倍率下的放電能量；E——電池或電池組y倍率下的充電能量。鋰離子電池和電池組的能量計(jì)算方法如公式(2)所示。5E=2U;I;△t式中：I:——第i次采樣時(shí)的電流值，單位為安(A)或者毫安(mA);U;——第i次采樣時(shí)的電壓值，單位為伏特(V);GB/T43695—2024△t——容量采樣間隔時(shí)間，單位為毫秒(ms)或秒(s),該時(shí)間不應(yīng)大于1s。5.4庫(kù)倫效率鋰離子電池或電池組的庫(kù)倫效率按公式(3)計(jì)算。式中：pe——庫(kù)倫效率；Ca——電池或電池組x倍率下的放電容量；C——電池或電池組y倍率下的放電容量。5.5能量效率鋰離子電池或電池組的能量效率按公式(4)計(jì)算。ηe——能量效率；Ea——電池或電池組x倍率下的放電能量；E——電池或電池組y倍率下的充電能量。6要求和測(cè)量方法6.1庫(kù)倫(容量)效率除另有規(guī)定，電池的庫(kù)倫效率不宜低于表1的規(guī)定。表1庫(kù)倫效率推薦值充電容量放電容量庫(kù)倫效率0.2I0.2I0.5I2I?“若使用要求不能達(dá)到大倍率放電，可不作規(guī)定?！颈碇涣谐隽瞬糠謳?kù)倫效率值，可選用部分或全部進(jìn)行試驗(yàn)?？筛鶕?jù)制造商和用戶需求制定特殊充放電條件下的要求。6電池和電池組庫(kù)倫效率的測(cè)量方法如下：a)按照4.3.1的要求進(jìn)行充電，充電容量為Cy;b)在23℃士2℃的環(huán)境溫度下以x(x可為0.2,0.5,1,2等)倍率電流放電至放電終止電壓，同時(shí)測(cè)量放電容量Cx。6.2能量效率除另有規(guī)定，電池的能量效率不宜低于表2規(guī)定。表2能量效率推薦值放電能量Ea能量效率ηeb,充電能量E。0.2I,0.5I,0.2I0.5I2I,“ 一若使用要求不能達(dá)到大倍率放電，可不作規(guī)定。’本表只列出了部分能量效率值，可選用部分或全部進(jìn)行試驗(yàn)?？筛鶕?jù)制造商和用戶需求制定特殊充放電條件下的要求。電池和電池組0.2I,能量效率的測(cè)量方法如下：a)除按照4.3.1的要求進(jìn)行充電，充電容能量為E;b)在23℃士2℃的環(huán)境溫度下以x(x可為0.2,0.5,1,2等)倍率電流放電至放電終止電壓，同時(shí)測(cè)量放電能量E。除另有規(guī)定，電池的能量效率不宜低于表2規(guī)定。電池和電池組0.5I,能量效率的測(cè)量方法如下：a)除按照4.3.1規(guī)定，電流大小為0.5I,進(jìn)行充電，充電能量為E;7b)在23℃±2℃的環(huán)境溫度下以x(x可為0.2,0.5,1,2等)倍率電流放電至放電終止電壓，同時(shí)測(cè)量放電能量E。除另有規(guī)定，電池的能量效率不宜低于表2規(guī)定。電池和電池組1I,能量效率的測(cè)量方法如下：a)除按照4.3.1規(guī)定，電流大小為1I,進(jìn)行