T-CIAPS 0037-2024 大圓柱磷酸鐵鋰電池技術規(guī)范

TechnicalspecificationsforlargecylindricallithiumironphosphateIT/CIAPS0037—2024 II 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14符號及縮略語 25規(guī)格型號 26要求 27實驗方法 48檢驗規(guī)則 99標志、包裝、運輸和儲存 12T/CIAPS0037—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(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本標準的某些內(nèi)容可能涉及專利，本標準的發(fā)布機構(gòu)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)會提出并歸口提出。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：詹園園、陳校軍、苗培霜、江敏、徐悅斌、杜國慶，張奇龍，王國光，孟華東、王宏棟、章國剛、王磊、王林、李中兵、曾祥兵、陳成兵、宋二虎、王亮、楊慶亨、楊亦雙、冉昌林、蔡漢鋼、陳丹丹、李文、袁定凱、趙立娜、趙斯琦、王朋、張磊、華健、周勤勇、黎惠鋒、楊濤鋒、郭鑫、孔鶴鵬、劉太剛、程建良、趙紅維、楊皓琨。本文件為首次發(fā)布。1T/CIAPS0037—2024大圓柱磷酸鐵鋰電池技術規(guī)范本文件規(guī)定大圓柱磷酸鐵鋰電池的型號、性能要求、安全要求及標志、包裝、運輸和儲存要求。本文件適用于應用在便攜儲能，家庭儲能，基站儲能，直徑≥32mm的圓柱形磷酸鐵鋰電池。應用到其他領域的大圓柱磷酸鐵鋰電池可參照執(zhí)行。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/T2423.10環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Fc：振動(正弦)GB/T36276-2023電力儲能用離子電池DL/T2528-2017電力儲能基本術語3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1鋰離子電池lithiumionbattery利用鋰離子作為導電離子，在陽極和陰極直接移動，通過化學能和電能相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)充放電的裝置。[來源：DL/T2528-2017，4.2.2.1，有修改]3.2圓柱電池cylindricalbattery電池總高度等于或大于直徑的圓柱形電池。3.3大圓柱電池Large-cylinderbattery直徑大于等于32mm的圓柱電池。3.4額定容量ratedcapacity制造商標明的電池容量，單位為Ah。3.5漏液leakage非設計的，可見的液體電解質(zhì)的漏出。[來源：GB/T36276-2023，3.1.9，有修改]3.6起火fire電池任何部位發(fā)生持續(xù)燃燒的現(xiàn)象，火花、拉弧現(xiàn)象不屬于起火。[來源：GB/T36276-2023，3.1.7，有修改]3.7爆炸explosion電池殼體破裂，伴隨響聲，且有固體物質(zhì)等主要成分拋射的現(xiàn)象。[來源：GB/T36276-2023，3.1.8，有修改]2T/CIAPS0037—20243.8型式試驗typetest對有代表性的樣品所進行的試驗，其目的是確定其設計和制造是否符合規(guī)定檢測項目的要求。4符號及縮略語下列符號適用于本文件。C：額定容量（Ah）。I2：2小時率放電電流，其數(shù)值等于C/2(A)。5規(guī)格型號5.1圓柱電池形狀示意圓柱電池的形狀和尺寸示意按圖1所示。圖1圓柱電池的形狀和尺寸示意圖5.2圓柱電池尺寸系列本標準規(guī)定圓柱電池直徑大于32mm的電池系列，尺寸系列如表1所示。表1圓柱電池尺寸系列序號外形尺寸（單位：mm）N1（公差范圍±1）N2（公差范圍±2）132/3365～3002403464606要求6.1外觀要求按7.2檢驗時，外觀不得有變形及裂紋，表面無毛刺、干燥、無外傷、無污染，且有清晰、正確的標志。6.2極性要求按7.3檢驗時，端子極性標識應正確、清晰。3T/CIAPS0037—20246.3尺寸和質(zhì)量按7.4檢驗時，電池外形尺寸、質(zhì)量應符合其提供的產(chǎn)品要求。6.4電性能要求6.4.1放電性能6.4.1.1室溫放電容量按7.5.2試驗時，其放電容量應不低于額定容量，并且不超過額定容量的110%，同時所有測試對象初始容量極差不大于初始容量平均值的5%。6.4.1.2低溫放電容量按7.5.3試驗時，其放電容量應不低于初始容量的80%。6.4.1.3高溫放電容量按7.5.4試驗時，其放電容量應不低于初始容量的97%。6.4.2倍率放電性能按照7.5.5進行試驗，2I2倍率下的放電容量不低于額定容量的95%。6.4.3循環(huán)性能6.4.3.1常溫循環(huán)按7.5.6試驗時，2000次的容量保持率不低于90%或4000次的容量保持率不低于80%。6.4.3.245℃循環(huán)按7.5.7實驗時，1000次的容量保持率不低于85%或2000次的容量保持率不低于70%。6.4.4荷電保持率和容量恢復性能6.4.4.1常溫荷電保持率按7.5.8試驗時，荷電保持率應不低于初始容量的96%，容量恢復率應不低于初始容量的97%。6.4.4.2高溫荷電保持率按7.5.9試驗時，荷電保持率應不低于初始容量的95%，容量恢復率應不低于初始容量的96%。6.5安全與環(huán)境適用性要求6.5.1過放電按7.6.1方法進行過放電試驗，電池應不起火、不爆炸。6.5.2過充電按7.6.2方法進行過充電試驗，電池應不起火、不爆炸。6.5.3高溫外部短路按7.6.3方法進行外部短路試驗，電池應不起火、不爆炸。6.5.4跌落按7.6.4方法進行跌落試驗，電池應不起火、不爆炸，泄壓閥之外的地方不允許破裂。6.5.5加熱4T/CIAPS0037—2024按7.6.5方法進行加熱試驗，電池應不起火、不爆炸。6.5.6擠壓按7.6.6方法進行擠壓試驗，電池應不起火、不爆炸。6.5.7低氣壓按7.6.7方法進行低氣壓試驗，電池應不漏液、不起火、不爆炸，測試前后壓差不大于50mV。6.5.8振動按7.6.8方法進行振動試驗，電池應不漏液、不起火、不爆炸，測試前后壓差不大于50mV。6.5.9溫度循環(huán)按7.6.9方法進行溫度循環(huán)試驗，電池應不漏液、不起火、不爆炸，測試前后壓差不大于50mV。7實驗方法7.1實驗條件除另有規(guī)定，實驗環(huán)境應符合以下要求：a)溫度：25℃±5℃,標準中提到的室溫是指25℃±2℃。b)相對濕度：15%～90%。c)大氣壓力：86～106kPa。7.1.2測量儀器、儀表準確度測量儀器、儀表應準確度符合以下要求：a)電壓測量裝置：±0.5%FS；b)電流測量裝置：±0.5%FS；c)溫度測量裝置：±2℃;d)時間測量裝置：±0.1%FS；e)尺寸測量裝置：±0.1%FS；f)質(zhì)量測量裝置：±0.1%FS。7.2外觀檢測在良好的光線條件下，用目測法檢測電池的外觀。7.3極性檢測用電壓表檢測電池極性。7.4尺寸和質(zhì)量檢測用量具和衡量器測量電池的外形尺寸及質(zhì)量。7.5電性能測試7.5.1標準充電室溫下，電池以I2電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止電壓，擱置30min（或企業(yè)提供的不大于1h的擱置時間），然后按企業(yè)提供的充放電方法進行充電。若企業(yè)未提供充電方法，則依據(jù)以下方法充電：5T/CIAPS0037—2024a)以I2電流恒流充電至企業(yè)規(guī)定的充電終止電壓時轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.05C（A）時停止充電。b)充電停止后擱置30min（或企業(yè)提供的不高于1h的擱置時間）。7.5.2室溫放電容量按照如下步驟測試室溫放電容量：a)電池按照7.5.1的方法進行充電；b)室溫下，電池以I2電流放電，放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止電壓；c)計算放電容量（以Ah計），計算放電比能量（以Wh/kg計）；d)重復步驟a）～c）5次，連續(xù)3次試驗結(jié)果的極差小于額定容量的3%，可提前結(jié)束試驗，取最后3次試驗結(jié)果的平均值。7.5.3低溫放電容量按照如下步驟測試低溫放電容量：a)電池按7.5.1的方法充電；b)電池在-5℃±2℃下擱置24h；c)電池在-5℃±2℃下，以2I2電流放電至企業(yè)提供的放電終止電壓；d)計算放電容量（以Ah計）。7.5.4高溫放電容量按照如下步驟測試高溫放電容量：a)電池按照7.5.1的方法充電；b)電池在55℃±2℃下擱置12h；c)在55℃±2℃下，以I2電流放電至企業(yè)提供的放電終止電壓；d)計算放電容量（以Ah計）。7.5.5倍率放電性能在25℃±2℃溫度下，按照下列步驟測試倍率充放電性能：a)以I2電流恒流充電至企業(yè)規(guī)定的充電終止電壓后轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.05C時停止充b)充電停止后擱置30min（或企業(yè)提供的不高于1h的擱置時間）；c)以I2電流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止電壓；d)放電完成后擱置30min（或企業(yè)提供的不高于1h的擱置時間）。e)a）～d）循環(huán)三次；f)以2I2電流充電至企業(yè)規(guī)定的充電終止電壓時轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.05C時停止充電，擱置30min；g)以2I2恒流放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止電壓;h)計算放電容量（以Ah計）。7.5.6常溫循環(huán)性能按照如下步驟測試常溫循環(huán)性能：a)按照7.5.1的方法充電；b)擱置30min或企業(yè)規(guī)定的擱置時間；c)以I2放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止電壓，記錄放電容量；d)按照b）～e）連續(xù)循環(huán)2000次，計算第2000次的放電容量與初始容量的比值；再按照b）~e）繼續(xù)循環(huán)2000次（即總循環(huán)4000次），計算第4000次放電容量與初始放電容量的比值。7.5.745℃循環(huán)性能6T/CIAPS0037—2024按照如下步驟測試常溫循環(huán)性能：a)以I2放電至企業(yè)規(guī)定的終止電壓；b)放入45℃的恒溫箱中，放置12h；c)以I2電流充電至企業(yè)規(guī)定的充電終止電壓后轉(zhuǎn)恒壓充電，至充電電流降至0.05C時停止充電；d)擱置30min（或企業(yè)提供的不大于1h的擱置時間）；e)以I2放電至企業(yè)規(guī)定的放電終止電壓，記錄放電容量；f)按照ce）連續(xù)循環(huán)1000次，計算第1000次的放電容量與初始容量的比值；再按照b）~e）繼續(xù)循環(huán)1000次（即總循環(huán)2000次），計算第2000次放電容量與初始放電容量的比值。7.5.8室溫荷電保持和容量恢復能力按照如下步驟測試室溫荷電保持和能力恢復能力：a)電池按7.5.1的方法充電；b)電池在室溫下存儲30天；c)室溫下，電池以I2電池放電至企業(yè)規(guī)定的終止電壓；d)計算荷電保持容量（以Ah計），并按下列公式計算室溫容量保持率；式中：CK——室溫荷電保持容量，單位為Ah；Cc——初始放電容量，單位為Ah。e)電池再按7.5.1的方法充電；f)室溫下，電池以I2電池放電至企業(yè)規(guī)定的終止電壓；g)計算恢復容量（以Ah計），并按下列公式計算室溫容量恢復率。式中：Cr——室溫荷電恢復容量，單位為Ah；Cc——初始放電容量，單位為Ah。7.5.9高溫荷電保持和容量恢復能力按照如下步驟測試高溫荷電容量保持和容量恢復能力：a)電池按7.5.1的方法充電；b)電池在55℃±2℃下儲存7天；c)在室溫下擱置6h后，以I2電流放電至企業(yè)規(guī)定的終止電壓；d)計算荷電保持容量（以Ah計），已按下列公式計算高溫容量保持率；式中：ChK——高溫荷電保持容量，單位為Ah；Cc——初始放電容量，單位為Ah。e)電池按7.5.1的方法充電；f)室溫下，電池以I2電流放電至企業(yè)規(guī)定的終止電壓，已按下列公式計算高溫容量恢復率；式中：Chr——高溫荷電恢復容量，單位為Ah；Cc——初始放電容量，單位為Ah。g)計算恢復容量（以Ah計）。7T/CIAPS0037—20247.6安全性能測試7.6.1過放電過放電試驗按如下步驟進行：a)試驗對象為電池單體；b)試驗對象按7.5.1的方法充電；c)以2I2電流放電90min；d)完成以上試驗步驟后，在試驗環(huán)境溫度下觀察1h。7.6.2過充電過充電試驗按如下步驟進行：a)試驗對象為電池單體；b)試驗對象按7.5.1的方法充電；c)以制造商規(guī)定且不小于1I2的電流恒流充電至制造商規(guī)定的充電終止電壓的1.5倍或時間到1h，停止充電；d)完成以上試驗步驟后，在試驗環(huán)境溫度下觀察1h。7.6.3高溫外部短路外部短路試驗按如下步驟進行：a)試驗對象為電池單體；b)試驗對象按7.5.1的方法充電；c)將試驗對象正極端子和負極端子分別連接導線，并確保外部線路電阻不大于5mΩ;d)放置在57℃±4℃的環(huán)境中，待電池達到57℃±4℃后，再放置30min；e)開啟短路測試，使正負極端子連接，試驗過程中監(jiān)測電池溫度變化，當出現(xiàn)以下兩種情形之一時，試驗終止：1)短接時間達到6h；2)電池溫度下降至溫度最大值的80%。f)完成以上試驗步驟后，在試驗環(huán)境溫度下觀察1h。7.6.4跌落跌落試驗按如下步驟進行：a)電池按照7.5.1的方法充電；b)電池從1.5m高度自由跌落至水泥地面，兩個底面和側(cè)面各跌落一次；c)完成以上試驗步驟后，在試驗環(huán)境溫度下觀察1h。7.6.5加熱加熱試驗按如下步驟進行：a)試驗對象為電池單體；b)試驗對象按7.5.1的方法充電；c)將試驗對象放入溫度箱，用以下的條件加熱：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；d)完成以上試驗步驟后，在試驗環(huán)境溫度下觀察1h。7.6.6擠壓擠壓試驗按如下步驟進行：a)電池按7.5.1的方法充電；b)按下列條件進行試驗：1)擠壓方向：垂直于電池極板方向施壓，或與電池單體最容易受到擠壓的方向相同；8T/CIAPS0037—20242)擠壓板形式：擠壓平面板尺寸應能覆蓋樣品的被擠平面，如圖3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2擠壓試驗中電池放置示意圖7.6.7低氣壓低氣壓試驗按照如下步驟進行：a)電池按照7.5.1的方法充電；b)電池放入低氣壓箱中，調(diào)節(jié)試驗箱中氣壓至11.6kPa，溫度為室溫，靜置6h；7.6.8振動振動試驗按照如下步驟進行：電池按照7.5.1規(guī)定的試驗方法充滿電后，將樣品緊固在振動試驗臺上，按表2中的參數(shù)進行正弦振動測試。表2振動波形（正弦曲線）頻率振動參數(shù)aHz～200Hz～7Hz)軸向振動周期數(shù)起始至f1=7Hzf2ɑ1=1gnbXf2f3S=0.08mmYf3f4=200Hzɑ2=8gnZ返回至f1=7Hz總計36f1、f4—下線、上線頻率f2、f3—交躍點頻率ɑ1、ɑ2—加速度幅值S—位移幅值a振動參數(shù)是指位移或加速度的最大絕對數(shù)值，例如：位移幅值為0.8mm對應的峰值-峰值的位移幅值為1.6mm。b在環(huán)境試驗中，重力加速度gn值圓整為10m/s2。每個方向進行12個循環(huán)，每個方向循環(huán)時間共計3h的振動。按照其軸向和徑向兩個方向進行振動試驗。具體試驗方法參見GB/T2423.10中的相關條款。7.6.9溫度循環(huán)溫度循環(huán)試驗按照如下步驟進行：a)電池按7.5.1的方法充電，放在在可控溫的箱體中；9T/CIAPS0037—2024b)將試驗箱溫度升至72℃±2℃,保持6h，溫度轉(zhuǎn)化時間不超過30min；c)然后將試驗溫箱將為-40℃±2℃,保持6h，溫度轉(zhuǎn)化時間不超過30min；d)按照圖3，b)和c）循環(huán)10次；e)完成以上試驗步驟后，在實驗環(huán)境下放置24h。圖3溫度循環(huán)試驗示意圖8檢驗規(guī)則電池的檢測形式包括出廠檢驗、型式檢驗及抽樣檢驗。8.1型式檢驗項目提交的同一批次內(nèi)的電池，按照表3規(guī)定進行鑒定檢驗。表3試驗項目1●●2●●3●●4●●5—●6—●7—●8 ●9 ●—●—●—●T/CIAPS0037—2024 ●—●—●—●—●—●—● ●8.2出廠檢驗7.2.1出廠檢驗項目按照表3要求。7.2.2每一批產(chǎn)品出廠前都應進行出廠檢驗。7.2.3在出廠檢驗中，若有一項或一項以上不合格時，應將該產(chǎn)品退回生產(chǎn)部門返工普檢。8.3型式檢驗7.2.