《動力電池?zé)崾Э匦孤┪餀z測方法與毒性分級》（T-CIAPS0018―2022）

ICS32.020

CCST45

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CIAPS0018—2022

動力電池?zé)崾Э匦孤段餀z測方法與毒性分級

CompositionDetectionMethodandToxicityClassificationofTractionBattery

ThermalRunawayLeakage

2022年6月22日發(fā)布2022年7月1日實施

中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會發(fā)布

T/CIAPS0018-2022

動力電池?zé)崾Э匦孤段餀z測方法與毒性分級

1范圍

本文件規(guī)定了動力電池?zé)崾Э匦孤┪锏臋z測方法與毒性分級。

本文件適用于動力電池系統(tǒng)和搭載動力電池的熱失控泄漏物的檢測方法與毒性分級，可為其它電池

系統(tǒng)熱失控泄漏物的檢測方法與毒性分級提供相關(guān)參考。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(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。

GB5044-1985《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》

GB18352.6-2016《輕型汽車污染物排放限制及測量方法（中國第六階段）》

GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》

GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》

GBZ230-2010《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》

GB/T2900.41-2008《電工術(shù)語原電池和蓄電池》

GB/T19596-2017《電動汽車術(shù)語（ISO8713:2002,NEQ）》

GB/T31467.2-2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)第2部分：高能量應(yīng)用測試規(guī)程》

GTR-EVS/ECE/TRANS/WP.29/2017/138《關(guān)于電動汽車安全（EVS）的新全球技術(shù)法規(guī)的提案》

《世界衛(wèi)生組織/化學(xué)安全國際項目：健康和安全指南用戶手冊》（WHO/IPCS:TheUser’sManual

fortheIPCSHealthandSafetyGuides）

3術(shù)語和定義

GB/T2900.41-2008、GB/T19596-2017、GB38031-2020中界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文

件。

3.1檢測對象detectionobject

待檢測的電池單體、電池模組，待測電池單體或電池模組的總能量不大于5kWh。

3.2熱失控觸發(fā)方法thermalrunawaytriggermethod

指火焰觸發(fā)、電熱觸發(fā)或過充電觸發(fā)。

4縮略語和符號

4.1縮略語

SOC：荷電狀態(tài)。

1

T/CIAPS0018-2022

4.2符號

I1：1h率放電電流（A）,其數(shù)值等于額定容量值。

I10：10h率放電電流（A），其數(shù)值等于額定容量值的1/10。

Is：截止放電電流（A），其數(shù)值等于額定容量值的1/100。

RT：室溫(22±5)℃。

5實驗室要求

5.1監(jiān)控設(shè)施

實驗室監(jiān)控設(shè)施主要包括以下四部分：

a)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備：能及時記錄實驗室環(huán)境溫度、濕度、氧含量等數(shù)據(jù)；

b)視頻監(jiān)控設(shè)備：能實時記錄實驗室內(nèi)部實時畫面，存儲內(nèi)容至少保持30日；

c)實驗室展示設(shè)備：能實時顯示視頻監(jiān)控設(shè)備采集的圖像；

d)數(shù)據(jù)存儲設(shè)備：具備環(huán)境溫度、濕度、氧含量，視頻資源，實驗室熱失控實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的不間

斷存儲能力。

5.2濾毒通風(fēng)設(shè)施

實驗室應(yīng)具備濾毒通風(fēng)設(shè)備，日常情況下應(yīng)保證合適的新風(fēng)供應(yīng)，熱失控后場地處理過程中應(yīng)至少

滿足足量的換氣量，排放的氣體應(yīng)經(jīng)過濾毒系統(tǒng)，檢測合格后方可排放。

5.3消防器具

a)滅火：應(yīng)具備消防安全標(biāo)準(zhǔn)的噴淋滅火設(shè)備；

b)隔離：實驗室四周應(yīng)預(yù)留5m隔離空間防止火災(zāi)失控蔓延，配備滅火毯、滅火器；

c)消防水源：實驗室外應(yīng)配備消防栓或在合適位置安置合適大小的水池，注滿水備用；

d)沙箱：實驗室外應(yīng)安置消防沙箱，備用。

5.4防爆設(shè)施

實驗室應(yīng)具備適當(dāng)?shù)姆辣芰?，配置相關(guān)防爆設(shè)施。

5.5防護(hù)裝備

實驗室防護(hù)裝備主要指個人防護(hù)裝備，主要包括防護(hù)面罩、防毒面具、防毒衣、防護(hù)服等。

6儀器和設(shè)備

6.1電池充放電儀

采用電池充放電測試儀對檢測對象進(jìn)行充放電，將檢測對象調(diào)整至實驗所需的荷電狀態(tài)，對檢測對

象充放電過程中的電流、電壓、時間和容量進(jìn)行設(shè)置和實時記錄。

6.2視頻記錄儀

采用高清高速攝像頭對電池?zé)崾Э剡^程進(jìn)行記錄，以備后續(xù)分析。

6.3燃燒箱

2

T/CIAPS0018-2022

適用于火焰觸發(fā)熱失控。定制燃燒箱，適用于火焰觸發(fā)熱失控，材質(zhì)為不銹鋼，箱體上部有排氣孔，

燃燒口位于底部，箱體尺寸可根據(jù)待測對象尺寸進(jìn)行調(diào)整。

6.4電熱箱

適用于電熱觸發(fā)熱失控。定制電熱箱，適用于電熱觸發(fā)熱失控，材質(zhì)為不銹鋼，箱體上部有排氣孔，

電加熱片位于底部或箱體側(cè)壁，箱體尺寸可根據(jù)待測對象尺寸進(jìn)行調(diào)整。

6.5過充電測試箱

適用于過充電觸發(fā)熱失控。定制過充電測試箱，適用于過充電觸發(fā)熱失控，材質(zhì)為不銹鋼，箱體上

部有排氣孔，充放電連接位于底部，箱體尺寸可根據(jù)待測對象尺寸進(jìn)行調(diào)整。

6.6氣體分析儀

6.6.1氣質(zhì)聯(lián)用儀

臺式氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀或便攜式氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。

6.6.2CO檢測儀

用于實時監(jiān)測CO濃度。分辨率：1ppm，檢測精度：±1%，重復(fù)精度±1%，響應(yīng)時間：1s。

6.6.3HF檢測儀

用于實時監(jiān)測HF濃度。分辨率：1ppm，檢測精度：±1%，重復(fù)精度±1%，響應(yīng)時間：1s。

6.6.4復(fù)合氣體檢測儀

用于實時監(jiān)測H2S、LEL、O2等濃度。分辨率：1ppm，檢測精度：±1%，重復(fù)精度±1%，響應(yīng)時間：1s。

6.7固態(tài)煙塵檢測儀

根據(jù)客戶要求，體現(xiàn)在檢測報告中。

7檢測方法

7.1單體電池級別

7.1.1樣品

檢測對象中的單體電池可選做以下熱失控方法的任一種以及以下三個充電態(tài)，進(jìn)行熱失控泄漏產(chǎn)物

檢測，即選擇三個相同型號批次電池，電池在充電前應(yīng)首先在RT的環(huán)境溫度下以I10進(jìn)行放電至終止電壓，

擱置5min后備用。根據(jù)7.1.2充放電制度，通過充放電儀使電池分別處于30%SOC、50%SOC、100%SOC。

7.1.2充放電制度

7.1.2.130%SOC

在RT的環(huán)境溫度下，以I1進(jìn)行充電18min后擱置5min備用。

7.1.2.250%SOC

在RT的環(huán)境溫度下，以I1進(jìn)行充電30min后擱置5min備用。

3

T/CIAPS0018-2022

7.1.2.3100%SOC

在RT的環(huán)境溫度下，以I1進(jìn)行充電，當(dāng)電池端電壓達(dá)到充電限制電壓時，改為在限制電壓下恒壓充

電，直到充電電流小于Is或恒壓充電時間大于8h，停止充電擱置5min備用。

7.1.3熱失控觸發(fā)方法

7.1.3.1火焰觸發(fā)

將充好電的電池放置于燃燒箱內(nèi)，固定，點火引發(fā)熱失控。

電池被火焰接觸位置：軟包類電池的前端，圓柱形電池的中部，硬方殼電池的前端。

7.1.3.2電加熱觸發(fā)

將充好電的電池放置于電熱箱內(nèi)，固定，電加熱引發(fā)熱失控。

電池?zé)崾Э赜|發(fā)參考條件：

加熱部位選擇：軟包類電池的前端，圓柱形電池的中部，硬方殼電池的前端；程序升溫條件：升溫

速率：3℃/s～10℃/s，電熱板加熱直至觸發(fā)熱失控，并記錄熱失控溫度。

7.1.3.3過充電觸發(fā)

將準(zhǔn)備好的電池放置于過充電測試箱內(nèi)，固定，以I1進(jìn)行充電，直至觸發(fā)熱失控，并記錄熱失控時

間和充電狀態(tài)。

7.1.4觸發(fā)方法的選擇

根據(jù)需求，任選以上三種觸發(fā)方法的一種、兩種或三種。

7.1.5熱失控泄漏物檢測方法

7.1.5.1稱重

監(jiān)控檢測對象的質(zhì)量變化，測量精度不大于1g。

7.1.5.2測溫

監(jiān)控?zé)崾Э剡^程中檢測對象的表面溫度和測試箱的內(nèi)部溫度，測量精度不大于0.1℃，數(shù)據(jù)采集間

隔不大于1s。

7.1.5.3采樣

a)氣態(tài)物質(zhì)采樣：

1)檢測設(shè)備實時采集氣態(tài)物質(zhì)；

2)采用大氣采樣器，定時定點抽氣至集氣袋，備測。

b)固態(tài)物質(zhì)采樣：熱失控完成后收集電池殘渣及熱失控室內(nèi)固體殘渣備測。

7.1.5.4產(chǎn)物分析

根據(jù)熱失控后產(chǎn)物的不同形態(tài)、特性，采取相對應(yīng)的分析方法，以對不同熱失控產(chǎn)物進(jìn)行定性和定

量的分析。

a)氣體產(chǎn)物分析：

1)實時分析：實時監(jiān)測熱失控室中的各種氣體成分、含量信息；

2)離線分析：通過分析儀器分析集氣袋中氣體成分、含量信息。

4

T/CIAPS0018-2022

b)固體產(chǎn)物分析

7.1.6單體電池級別檢測報告

單體電池級別的測試報告應(yīng)該包含以下內(nèi)容：

a)電池制造商名稱和電池型號；

b)電池額定儲能容量（例如安時）；

c)電池調(diào)整過程中獲得的開路電壓與SOC；

d)電池測試開始時電池的開路電壓；

e)需求方選用的觸發(fā)熱失控的方法；

f)熱失控觸發(fā)后的最高溫度；

g)熱失控前的電池表面溫度（和最高溫度的位置）；

h)有毒產(chǎn)物的生成和組分測量；

i)電池?zé)崾Э匦孤┪锏亩拘苑旨墸?/p>

j)電池?zé)崾Э匦孤┪锏牧俊?/p>

7.2模組級別

7.2.1模組形式

檢測對象中的模組采用出廠的串并聯(lián)方式，或非單體的任意組合模式，不做組合電池數(shù)量的限制，

但總輸出能量不大于5kWh。

7.2.2樣品

每種模組可選做以下熱失控方法的任一種以及三個充電態(tài)下的任一種，進(jìn)行熱失控泄漏產(chǎn)物檢測，

即提供兩組相同模組，根據(jù)7.1.2充放電制度，通過充放電儀使模組的荷電態(tài)分別處于30%SOC、50%SOC、

100%SOC。

7.2.3熱失控觸發(fā)方法

7.2.3.1火焰觸發(fā)

將充好電的模組放置于燃燒箱內(nèi)，固定，點火引發(fā)熱失控。

模組被火焰接觸位置：模組的前端，靠近密封接口處。

7.2.3.2電加熱觸發(fā)

將充好電的模組放置于電熱箱內(nèi)，固定，電加熱引發(fā)熱失控。

模組熱失控觸發(fā)參考條件：

加熱部位選擇：模組底端；程序升溫條件：升溫速率：3℃/s～10℃/s，電熱板加熱直至觸發(fā)熱失

控，并記錄熱失控溫度。

7.2.3.3過充電觸發(fā)

將準(zhǔn)備好的電池放置于過充電測試箱內(nèi)，固定，以I1進(jìn)行充電，直至觸發(fā)熱失控，并記錄熱失控時

間和充電狀態(tài)。

7.2.4熱失控泄露物檢測方法

按照7.1.5的方法進(jìn)行檢測。

5

T/CIAPS0018-2022

7.2.5模組級別檢測報告

模組級別的測試報告應(yīng)該包含以下內(nèi)容：

a)電池制造商名稱和模組中單體電池型號；

b)模組額定儲能容量（例如安時）；

c)模組調(diào)整過程中獲得的開路電壓與SOC；

d)模組測試開始時的開路電壓；

e)需求方選用的觸發(fā)熱失控的方法；

f)氣體首次排放時的模組表面溫度；

g)熱失控過程中測試箱內(nèi)檢測到的最高氣體溫度；

h)有毒產(chǎn)物的生成和組分測量；

i)模組熱失控泄漏物的毒性分級；

j)模組熱失控泄漏物的量。

8熱失控泄漏物毒性分級

8.1依據(jù)

綜合依據(jù)GB5044-1985《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》、GB/Z230-2010《職業(yè)性接觸毒物危害程

度分級》和WHO/IPCS關(guān)于化學(xué)品急性毒性分級標(biāo)準(zhǔn)，對熱失控泄露產(chǎn)物毒性進(jìn)行分級。見附錄A。

將每種熱失控泄漏毒物的毒性分為劇毒、高毒、中毒、低毒和無毒五種。

8.2劇毒

大鼠經(jīng)口LD50≤25mg/kg

大鼠經(jīng)皮LD50≤50mg/kg

3

大鼠吸入(4h)LC50≤200mg/m

8.3高毒

大鼠經(jīng)口25mg/kg＜LD50≤200mg/kg

大鼠經(jīng)皮50mg/kg＜LD50≤400mg/kg

33

大鼠吸入(4h)200mg/m＜LC50≤500mg/m

8.4中毒

大鼠經(jīng)口200mg/kg＜LD50≤2000mg/kg

大鼠經(jīng)皮400mg/kg＜LD50≤2000mg/kg

33

大鼠吸入(4h)500mg/m＜LC50≤2500mg/m

8.5低毒

大鼠經(jīng)口2000mg/kg＜LD50≤20000mg/kg

大鼠經(jīng)皮2000mg/kg＜LD50≤20000mg/kg

33

大鼠吸入(4h)2500mg/m＜LC50≤20000mg/m

6

T/CIAPS0018-2022

附錄A

（資料性附錄）

毒性分級依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)

A.1《GB5044-1985:職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》

A.2《GBZ230-2010:職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》

A.3《世界衛(wèi)生組織/化學(xué)安全國際項目：健康和安全指南用戶手冊》（WHO/IPCS:TheUser’sManualfor

theIPCSHealthandSafetyGuides）

本標(biāo)準(zhǔn)中對動力電池?zé)崾Э匦孤段锏亩拘缘姆旨壸裱?中標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行:

表1毒性分級依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)

GB5044GBZ230WHO

吸入經(jīng)皮經(jīng)口吸入經(jīng)皮經(jīng)口經(jīng)口經(jīng)皮吸入

分級LC50LD50LD50LC50LC50LC50LD50LD50LD50LD50LC50