T-CIAPS 0036-2024 電動汽車用圓柱鋰離子電池技術規(guī)范

ICS43.080T47電動汽車用圓柱鋰離子電池技術規(guī)范TechnicalspecificationforcylindricallithiumionbIT/CIAPS0036—2024 I 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14符號和縮略語 25技術要求 26試驗條件 47試驗準備 48試驗方法 59檢驗規(guī)則 1010標志、包裝、運輸和儲存 參考文獻 154T/CIAPS0036—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件的某些內容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機構不承擔識別這些專利的責任。本文件由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會提出并歸口。本文件主要起草單位：惠州億緯鋰能股份有限公司（湖北億緯動力有限公司）、橫店集團東磁股份有限公司、安徽得壹能源科技有限公司、航天鋰電科技（江蘇）有限公司、深圳市中基自動化股份有限公司。本文件參與起草單位：河南新太行電源股份有限公司、江蘇中興派能電池有限公司、武漢逸飛激光股份有限公司、瑞浦蘭鈞能源股份有限公司、江西華立源鋰能科技股份有限公司、云山動力（寧波）有限公司、東莞市創(chuàng)明電池技術有限公司、武漢中原長江科技發(fā)展有限公司、無錫市金楊新材料股份有限公司、惠州鋰威新能源科技有限公司、蘇州瀚川智能科技股份有限公司、天能電池集團股份有限公司、因湃電池科技有限公司、永康市深偉業(yè)科技有限公司、廣州鵬輝能源科技股份有限公司、凌云光技術股份有限公司。本文件主要起草人：陳校軍、詹園園、苗培霜、徐悅斌、周書云、杜國慶，張奇龍，王國光，孟華東、王宏棟、章國剛、歐陽輝、姜波、李中兵、曾祥兵、陳成兵、宋二虎、秦海衛(wèi)、楊慶亨、楊亦雙、冉昌林、蔡漢鋼、陳丹丹、李文、袁定凱、趙立娜、林梓泉、王菘如、周舟、華健、周勤勇、黎惠鋒、楊濤鋒、代東舉、王金明、劉太剛、程建良、趙紅維、楊皓琨。本文件為首次制定。1T/CIAPS0036—2024電動汽車用圓柱鋰離子電池技術規(guī)范本文件規(guī)定了電動汽車用圓柱鋰離子電池單體的技術要求、試驗條件、試驗準備、試驗方法、檢驗規(guī)則及標志、包裝、運輸和儲存要求。本文件適用于電動汽車用全極耳或多極耳圓柱鋰離子電池單體的電性能和安全性能的要求及測試。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構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/T191包裝儲運圖示標志GB/T12604.7無損檢測術語泄漏檢測GB/T19596電動汽車術語GB/T31484電動汽車用動力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗方法GB/T31486電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗方法GB38031電動汽車用動力蓄電池安全要求3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1額定容量ratedcapacity室溫下，完全充電后，高能量電池以1I3、高功率電池以1I1的放電電流測得并由企業(yè)申明的容量值。[來源：GB/T19596，.2，有修改]3.2額定能量ratedenergy室溫下，完全充電后，高能量電池以1I3、高功率電池以1I1的放電電流測得并由企業(yè)申明的能量值（Wh）。[來源：GB/T19596，.2，有修改]3.3初始容量initialcapacity新出廠的電池，在規(guī)定條件，完全充電后，以企業(yè)規(guī)定且不小于1I3的電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止條件時所放出的容量(Ah)。[來源：GB/T31486，3.5]3.4容量恢復能力capacityrecovery2T/CIAPS0036—2024完全充電的蓄電池在一定溫度下儲存一定時間后，再完全充電，其后放電容量與初始容量之比。[來源：GB/T19596，.8]3.5爆炸explosion蓄電池外殼破裂，伴隨劇烈響聲，且有主要成分拋射出來。3.6泄漏率leakagerate在規(guī)定條件下，特定氣體通過漏孔的流速。[來源：GB/T12604.7-2021,4.3.5，有修改]3.7殼體完整integrityofbatterycasing電池殼體除泄壓閥外的其他部件破損。針刺及其他人為破損除外。3.8熱擴散thermalpropagation電池包或系統(tǒng)內由一個電池單體熱失控引發(fā)的其余電池單體接連發(fā)生熱失控的現(xiàn)象。4符號和縮略語4.1縮略語下列縮略語適用于本文件。FS：滿量程（fullscale）SOC：荷電狀態(tài)（state-of-charge）4.2符號下列符號適用于本文件。C1：1小時率額定容量（Ah）。I1：1小時率放電電流（A），其數(shù)值等于C1。I3：3小時率放電電流（A），其數(shù)值等于額定容量值的1/3。5技術要求5.1外觀外觀不應有變形及裂紋，表面應干燥，無毛刺、無擦傷、無裂痕、無銹漬、無變色或電解液泄漏，且應有清晰、正確的標志。5.2極性極性正確、并清晰標識。5.3外形尺寸和質量5.3.1外形尺寸相對于標稱值的偏差應滿足表1的要求。3T/CIAPS0036—2024表1外形尺寸偏差要求5.3.2質量相對于標稱值的偏差應不大于2.0%。5.4密封性電池的泄漏率不大于1×10-7Pa·m3/s。5.5電性能要求5.5.1室溫放電容量電池單體按照8.5.1的方法進行試驗，其放電性能應滿足下列要求：a)放電容量應不低于額定容量；b)放電能量應不低于額定能量；c)放電容量不超過額定容量的110%，同時所有測試樣品初始容量極差不大于初始容量平均值的5%。5.5.2室溫倍率放電性能電池單體按照8.5.2的方法進行試驗，其放電性能應滿足下列要求：a)放電容量應不小于額定容量的97%；b)放電能量應不小于額定能量的95%。5.5.3循環(huán)壽命要求標準循環(huán)壽命電池單體在25℃±2℃條件下，按照8.6.1的方法進行標準循環(huán)壽命測試，當循環(huán)次數(shù)達到1000次時，其容量不低于初始容量的80%。快充循環(huán)壽命電池單體在35℃±2℃條件下，按照8.6.2的方法進行快充循環(huán)壽命測試，當循環(huán)次數(shù)達到800次時，其容量不低于初始容量的80%。5.6安全要求5.6.1過放電電池單體按照8.7.2的方法進行過放電試驗，應不起火、不爆炸，殼體完整。5.6.2過充電電池單體按照8.7.3的方法進行過充電試驗，應不起火、不爆炸，殼體完整。5.6.3外部短路電池單體按照8.7.4的方法進行外部短路試驗，應不起火、不爆炸，殼體完整。5.6.4析鋰電池單體按照8.7.5的方法進行析鋰試驗，應不起火、不爆炸。5.6.5加熱電池單體按照8.7.6的方法進行加熱試驗，應不起火、不爆炸，殼體完整。4T/CIAPS0036—20245.6.6擠壓電池單體按照8.7.7的方法進行擠壓試驗，應不起火、不爆炸。5.6.7跌落電池單體按照8.7.8的方法進行跌落試驗，應不起火、不爆炸。5.6.8溫度循環(huán)電池單體按照8.7.9的方法進行溫度循環(huán)試驗，應不漏液、不起火、不爆炸，殼體完整。5.6.9低氣壓電池單體按照8.7.10的方法進行低氣壓試驗，應不漏液、不起火、不爆炸，殼體完整。5.6.11熱擴散模擬電池單體按照8.7.11的方法進行熱擴散模擬試驗，觸發(fā)電池達到熱失控，相鄰電池應不起火、不爆6試驗條件6.1一般條件除另有規(guī)定外，試驗應在下列環(huán)境中進行：a)溫度：25℃±5℃,標準中提到的室溫是指25℃±2℃;b)相對濕度：10%～90%；c)大氣壓力：86kPa～106kPa。本標準所提到的室溫，是指25℃±2℃。6.2測量儀器測量儀器、儀表準確度應滿足下列要求：a)電壓測量裝置：±0.1%FS；b)電流測量裝置：±0.1%FS；c)溫度測量裝置：±1℃;d)時間測量裝置：±0.1s；e)尺寸測量裝置：±0.1%FS；f)質量測量裝置：±0.1%FS。6.3電池測試溫度采集對電池表面進行溫度采集時，建議溫度采集點布置在正負極極耳以及電池圓柱面中間位置。6.4測試過程誤差控制值（實際值）與目標值之間的誤差要求如下：a)電壓：±1%；b)電流：±1%；c)溫度：±2℃。6.5數(shù)據(jù)記錄與記錄間隔除在某些具體測試項目中另有說明，否則測試數(shù)據(jù)（如時間、溫度、電流和電壓等）的記錄間隔應不大于15s。7試驗準備5T/CIAPS0036—20247.1標準充電電池單體以企業(yè)規(guī)定的且不小于I3電流恒流放電至企業(yè)規(guī)定的放電截止電壓，擱置1h（或企業(yè)提供的不大于1h的擱置時間）。若企業(yè)未提供充電方法，則由檢測機構和企業(yè)協(xié)商確定合適的充電方法，或依據(jù)以下方法充電：電池單體先以企業(yè)規(guī)定的且不小于I3的電流恒流充電至企業(yè)規(guī)定的充電限制電壓時轉恒壓充電，直至充電電流降至0.05I3時停止充電。擱置1h（或企業(yè)提供的不大于1h的擱置時間）。7.2標準放電電池單體先以I3電流恒流放電至企業(yè)規(guī)定的放電截止電壓，擱置1h（或企業(yè)提供的不大于1h的擱置時間）。7.3預處理正式測試開始前，電池單體需要先進行預處理循環(huán)，以確保試驗對象的性能處于激活和穩(wěn)定的狀態(tài)。步驟如下：a)按照7.1的方式對電池單體進行標準充電；b)按照7.2的方式對電池單體進行標準放電；c)重復步驟a）~b）不超過5次。如果電池單體連續(xù)兩次（步驟b）的放電容量變化不高于額定容量的3%，則認為電池單體完成了預處理，預處理循環(huán)可以中止。8試驗方法8.1外觀檢驗電池單體外觀檢驗按照下列步驟進行：a)在良好的光線條件下，用目測法檢驗電池單體外觀；b)記錄檢驗結果。8.2極性檢驗用電壓表檢測電池單體的極性。8.3外形尺寸和質量測量電池單體外形尺寸和質量測量按照下列步驟進行：a)用量具和衡器測量電池單體的外形尺寸及質量；b)計算尺寸及質量偏差。8.4密封性電池密封性檢測按照如下步驟進行：a)電池在封口后，在不低于303kPa壓力下的氦氣中保壓2h；b)在2h之內用氦質譜測試儀對電池進行檢驗，并根據(jù)結果計算電池的泄漏率。8.5電性能試驗8.5.1室溫放電性能按照如下步驟測試室溫放電性能：a)試驗對象按7.1的方法進行標準充電；b)室溫下，以企業(yè)規(guī)定的且不小于1I3的電流放電，直到放電至企業(yè)規(guī)定的放電截止電壓；6T/CIAPS0036—2024c)計量放電容量和放電能量；重復步驟a）~b）3次，當試驗結果的極差小于額定容量的3%，可提前結束試驗，取3次試驗結果平均值。8.5.2室溫倍率放電性能按照如下步驟測試室溫倍率放電性能：a)試驗對象按7.1的方法進行充電；b)室溫下，試驗對象以3I3電流放電，直到放電至企業(yè)規(guī)定的放電截止電壓；c)計量放電容量和放電能量。8.6循環(huán)壽命試驗8.6.1標準循環(huán)壽命按照如下步驟，在室溫環(huán)境下進行標準循環(huán)壽命測試：a)按照7.3的方法進行預處理；b)按7.1的方法充電；c)按7.2的方法放電，記錄放電容量為初始容量C0；d)擱置1h（或企業(yè)提供的不大于1h的擱置時間）；e)以0.5I1電流恒流充電至企業(yè)規(guī)定的充電限制電壓后轉恒壓充電,當充電電流降至0.05I1（A）時停止充電；f)擱置1h（或企業(yè)提供的不大于1h的擱置時間）；g)以0.5I1電流恒流放電至企業(yè)規(guī)定的放電限制電壓；h)擱置1h（或企業(yè)提供的不大于1h的擱置時間）；i)重復e）~h）100次；k)按7.2的方法放電，記錄放電容量為Cn，n=100、200、300、…,n指循環(huán)周數(shù)；l)重復e）~k)10次或直至放電容量Cn為初始容量的80%或循環(huán)至1000次，停止試驗；m)將C1000與初始容量的比值作為該測試結果。8.6.2快充循環(huán)壽命快充循環(huán)壽命的測試按照企業(yè)的規(guī)程或如下步驟進行：a）將電芯在室溫下擱置3h，電池單體按照7.3的方法進行預處理；b）按照7.1的方法充電；c）按照7.2的方法放電，記錄放電容量為初始容量；d）按照7.1的方法充電；e）將電芯在環(huán)境溫度35℃±2℃下擱置3h，以下測試在35℃±2℃溫度下進行；f）以0.05I1的電流恒流放電至10%SOC，記錄放電結束時的電壓V10%SOC；g）擱置1h（或企業(yè)提供的不大于1h的擱置時間）；h）按照7.2的方法放電；i）以企業(yè)提供的快充策略充電至電壓為V80%SOC(當企業(yè)沒有提供快充策略時，以1.5I1的電流恒流充電至80%SOC的電壓為V80%SOC)；j）擱置1h（或企業(yè)提供的不大于1h的擱置時間）；k）以0.5I1電流恒流放電至V10%SOC后轉恒壓放電，當放電電流降至0.05I1時停止放電；l）擱置1h（或企業(yè)提供的不大于1h的擱置時間）；m）循環(huán)i）~l）步驟5次；n）以0.5I1電流恒流充電至企業(yè)規(guī)定的充電限制電壓后轉恒壓充電,當充電電流降至0.05I1時停止充電；o）擱置1h（或企業(yè)提供的不大于1h的擱置時間）；7T/CIAPS0036—2024p）以0.5I1電流恒流放電至V10%SOC后轉恒壓放電，當放電電流降至0.05I1時停止放電；q）擱置1h（或企業(yè)提供的不大于1h的擱置時間）；r）循環(huán)n）~q）步驟5次；t）將電芯在室溫下擱置3h，以下測試在室溫下進行；u）按7.1的方法充電；v）按7.2的方法放電，記錄放電容量為Cn，n=100、200、300、…,n指循環(huán)周數(shù)；w）重復i）~v)10次或直至放電容量Cn為初始容量的80%，停止試驗；x）將C800與初始容量的比值作為該測試結果。8.7安全性試驗8.7.1一般要求所有安全試驗均在有充分安全保護的環(huán)境條件下進行。如果試驗對象有附加主動保護線路或裝置，應除去。8.7.2過放電按照如下步驟進行電池單體的過放電試驗：a)試驗對象按照7.1的方法進行充電；c)完成以上試驗步驟后，在試驗環(huán)境溫度下觀察1h。8.7.3過充電按照如下步驟進行電池單體的過充電試驗：a)試驗對象按照7.1的方法進行充電；b)以企業(yè)規(guī)定且不小于1I3的電流恒流充電至企業(yè)規(guī)定的充電終止電壓的1.1倍或115%SOC后，停止充電；c)完成以上試驗步驟后，在試驗環(huán)境溫度下觀察1h。8.7.4外部短路按照GB38031中的方法進行電池單體的外部短路試驗，步驟如下：a)試驗對象按照7.1的方法進行充電；b)將試驗對象正極端子和負極端子經(jīng)外部短路10min，外部線路電阻應小于5mΩ;c)完成以上試驗步驟后，在試驗環(huán)境溫度下觀察1h。8.7.5析鋰按照如下步驟進行析鋰安全試驗：a)試驗對象按照7.1的方法充電；b)將試驗環(huán)境溫度調整至-10℃,擱置5h；c)以1I1或企業(yè)規(guī)定的電流恒流充電至企業(yè)規(guī)定的充電限制電壓后轉恒壓充電,當充電電流降至0.05I1時停止充電；d)擱置30min；e)以1I1或企業(yè)規(guī)定的電流恒流放電至企業(yè)規(guī)定的放電限制電壓后轉恒壓放電,當放電電流降至0.05I1時停止放電；f)擱置30min；g)循環(huán)c)~f)，直至電芯放電容量為初始容量的80%時，停止測試。8T/CIAPS0036—20248.7.6加熱按照GB38031中的方法進行電池單體的加熱試驗，步驟如下：a)試驗對象按7.1的方法充電；b)將試驗對象放入溫度箱，溫度箱按照5℃/min的速率由試驗環(huán)境溫度升至130℃±2℃,并保持此溫度30min后停止加熱；完成以上試驗步驟后，在試驗環(huán)境溫度下觀察1h。8.7.7擠壓按照GB38031中的方法進行電池單體的擠壓試驗，步驟如下：a)試驗對象按照7.1的方法充電；b)按下列條件進行試驗：1）擠壓方向：垂直于電池單體極板方向施壓，或與電池單體在整車布局上最容易受到擠壓的方向相同；2）擠壓板形式：半徑75mm的半圓柱體，半圓柱體的長度（L）大于被擠壓電池單體的尺寸（見圖1和圖2所示）；3）擠壓速度：不大于2mm/s；4）擠壓程度：電壓達到0V或變形量達到15%或擠壓力達到100kN或1000倍試驗對象重量后停止擠壓；5）保持10min。c)完成以上試驗步驟后，在試驗環(huán)境溫度下觀察1h。圖1擠壓板形式-示意圖圖2擠壓板形式-示意圖8.7.8跌落按照如下步驟進行電池單體的溫度循環(huán)試驗：a)試驗對象按照7.1的方法充電至50%SOC；b)試驗對象以極柱的方向從1.2m的高度自由跌落至水泥地面；c)完成以上步驟后，在試驗環(huán)境溫度下觀察1h。9T/CIAPS0036—20248.7.9溫度循環(huán)按照GB38031中的方法進行電池單體的溫度循環(huán)試驗，步驟如下：a)試驗對象按7.1的方法充電；b)放入溫度箱中，溫度箱溫度按照表2和圖3進行調節(jié)，循環(huán)次數(shù)5次；c)完成以上試驗步驟后，在試驗環(huán)境溫度下觀察1h。表2溫度循環(huán)時間℃00000圖3溫度循環(huán)試驗示意圖8.7.10低氣壓按照如下步驟進行電池單體的溫度循環(huán)試驗：a)試驗對象按照7.1的方法充電；b)將電池單體放置于室溫的低氣壓箱中，調節(jié)試驗箱中的氣壓至11.6kPa，溫度為室溫，靜置6h；完成以上實驗步驟后，在實驗環(huán)境溫度下觀察1h。8.7.11熱擴散模擬按照如下步驟進行熱擴散模擬試驗：a)試驗對象按照7.1的方法充電；b)如圖4所示，在觸發(fā)電池周圍分別布置6個相鄰電池，并布置感溫線及監(jiān)控每個電池的電壓；1)觸發(fā)電芯與相鄰電芯的間距為3mm或者企業(yè)提供的不大于3mm的間距；2)觸發(fā)電芯與相鄰電芯的固定裝置由企業(yè)提供，如企業(yè)沒有提供，采用圖4-b）中的結構進行安裝。c)通過以下任一種方式觸發(fā)目標電芯熱失控；1)加熱觸發(fā)：觸發(fā)方法見附錄A；2)針刺觸發(fā)：觸發(fā)方法見附錄B。T/CIAPS0036—2024e)推薦的熱失控觸發(fā)判定條件：1)觸發(fā)對象產生電壓降，且下降值超過初始電壓的25%；2)監(jiān)測點溫度達到企業(yè)規(guī)定的最高工作溫度；3)監(jiān)測點的溫升速率dT/dt≥1℃/s，且持續(xù)3s以上。當1）和3）或者2）和3）發(fā)生時，判定發(fā)生熱失控。如果采用推薦的方法作為熱失控觸發(fā)方法，且未發(fā)生熱失控，需證明采用如上二種推薦方法均不會發(fā)生熱失控。圖4a)熱擴散模擬電芯布置示意圖；b)熱擴散模擬測試固定裝置示意圖9檢驗規(guī)則9.1檢驗項目檢驗分類、檢驗項目、要求章條號和樣品數(shù)量見表3。表3檢驗規(guī)則1●●2●●3●●4●●5●●6●●7—●8—●9—● ● ●—●T/CIAPS0036—2024 ●—●—● ●—●—●9.2出廠檢驗9.2.1出廠檢驗項目按照表3中的規(guī)定。9.2.2每一批產品出廠前都應進行出廠檢驗。9.2.3在出廠檢驗中，若有一項或一項以上不合格時，應將該產品退回生產部門返工普檢。9.3型式檢驗9.3.1型式檢驗試驗程序應按照表3規(guī)定的樣品編號連續(xù)進行。9.3.2在型式檢驗中，若有一項不合格時，應判定為不合格。9.3.3型式檢驗發(fā)起的條件：新產品投產，廠址變更，停產超過一年后復產，結構、工藝或材料有重大改變合同約定等。9.4抽樣檢驗抽樣檢驗按照企業(yè)規(guī)定方案進行。10標志、包裝、運輸和儲存10.1標志產品包裝上應有下列標志：a)企業(yè)名稱；b)產品標識；c)制造日期；d)商標；e)防短路標識；f)警示標識；g)重心、堆疊、向上、小心輕放標志。10.2包裝包裝應符合下列要求：a)產品有外包裝，包裝后放置在干燥、防潮、防振的包裝箱內；包裝標志應符合GB/T191的規(guī)b)包裝箱上信息包括：產品名稱、型號、數(shù)量、地址、郵編、執(zhí)行標準、凈重和毛重；c)包裝箱內隨機文件包括：裝箱單、產品合格證、產品使用說明書、出廠檢驗報告。T/CIAPS0036—202410.3運輸產品運輸時應符合下列要求：a)