储能系统用锂离子电池技术条件

1、CGC北京鉴衡认证中心认证技术规范CGC/GF XXXX： 2013CNCA/CTS XXXX-2013储能系统用锂离子电池技术条件Technical Requirement of Lithium Batteries Used in Energy Storage System2013-XX-XX 发布2013-XX-XX 实施北京鉴衡认证中心发布目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 目录I HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 前言 II HYPERLINK l book

2、mark13 o Current Document 1范围1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2参考标准1 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 3术语、定义1 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 4要求24.1锂电池单元组/单体24.2锂电池模块34.3加速寿命测试44.4发射54.5通信接口 5 HYPERLINK l bookmark79 o Current Document 5试验方法55.1试验条件55.2锂电池单元组/单体试验65.3锂电

3、池模块试验75.4试验程序10 HYPERLINK l bookmark179 o Current Document 6检验规则126.1检验规则及检验项目 126.2出厂检验136.3型式检验137标志、包装、运输、储存137.1标志137.2包装147.3运输147.4贮存14前言目前我国储能产业发展迅速，能量型锂电池作为储能系统中重要储能部件，具有维护简便、容量高 的特点，适合在储能产业应用。由于目前没有专用标准，导致产品参差不齐，储能行业未能大规模健康 发展。为正确引导我国储能用锂离子电池的技术发展，促进安全、高效、可靠产品的推广应用。本技术 规范综合储能以及锂电池的特点从适用范围、技

4、术条件、试验方法、出厂检验要求以及标志、包装、运 输等方面提出了全面的要求。本技术规范全国能源基础与管理标准化技术委员会新能源与可再生能源分技术委员会提出。本技术规范由北京鉴衡认证中心归口。本技术规范主要起草单位：北京鉴衡认证中心、山东圣阳电源股份有限公司、信息产业化学物理电 源产品质量监督检验中心、中国北方车辆研究所、北京寰能天宇科技发展有限公司。本技术规范主要起草人：王婷、隋延波、马洪斌、李永、谢汉鹏、石彤、王子冬、王宗、胡道中、 李军。III储能系统用锂离子电池技术条件1范围本认证技术规范适用于储能系统用锂离子电池。本认证技术规范规定了储能系统用锂离子电池（以下简称锂电池）的要求，含适用

5、范围、技术条 件、试验方法、出厂检验要求以及标志、包装、运输。2参考标准GB 4824-2004工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法GB/T 2900.41-2008电工术语 原电池和蓄电池GB/T 17626.2-2006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3-2006电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.4-2008电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T 17626.5-2008电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T 17626.6-2008电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导

6、骚扰抗扰度试验GB/T 19596电动汽车术语JB/T 11137-2011锂离子蓄电池总成通用要求QC/T 743-2006电动汽车用锂离子蓄电池YD/T 2344.1-2011通信用磷酸铁锂电池组第1部分：集成式电池组UL 1642-2009 锂电池（安全）UL 2054锂电池安全标准3术语、定义GB/T2900.41-2008电工术语 原电池和蓄电池、GB/T 19596电动汽车术语中界定的以及下列 术语和定义适用于本认证技术规范。3.1蓄电池单体battery cell构成蓄电池的最小单元，由正极、负极、隔膜及电解液等组成，其标称电压为电化学偶的标称电压。3.2锂离子蓄电池单元组Lit

7、hium -ion battery pack将蓄电池单体按照并联方式组合，电压为蓄电池单体标称电压，额定容量为系统标称容量的单元。3.3锂离子蓄电池模块 Lithium -ion battery assembly将一个以上蓄电池单元组/单体按照串联、并联或串并混联方式组合，且只有一对正负极输出端子， 并作为电源使用的组合体。该组合体可附带电子控制系统。额定容量 rated capacity企业提供的技术文件规定的室温下电池的C5 Ah数值。3.5额定能量 electric energy企业提供的技术条件下放电能量或室温下锂电池以I5（A）电流放电，达到终止电压时所放出的能量 （kW.h）。3.

8、6I5（A）电流放电容量 dischare energy at I5锂电池在室温下，以i5（a）电流放电达到终止电压时所放出的能量（W.h）。3.7能量效率 energy efficiency锂电池的放电能量与充电能量之比。3.8充电终止电流 end of charge current在指定恒压充电时，锂电池终止充电时的电流。3.9爆炸 explosion锂电池外壳猛烈破裂，且有主要成份（固体物质）抛射出来。3.10起火fire锂电池任何部位发出明火（持续时间长于1s），火花及拉弧不属于明火。3.11漏液 weeping电池内部液体泄露到电池壳体外部。3.12扫频循环sweep cycle在规

9、定的频率范围内往返扫描一次，例如：10Hz55Hz10 Hz。3.13壳体 enclosure指将内部部件封装并为其提供防止直接接触的保护部件。3.14符号markC55小时率额定容量（Ah）。I55小时率放电电流，其数值等于0.2C5 （A）。4要求4.1锂电池单元组/单体4.1.1外观锂电池单元组/单体按5.2.1检验时，外观不得有变形及裂纹，表面平整、干燥、无外伤、无污物， 且标志清晰、正确。4.1.2极性锂电池单元组/单体按5.2.2检验时，端子极性标识应清晰正确。4.1.3外形尺寸锂电池单元组/单体按5.2.3检验时，锂电池外形尺寸应符合企业提供的产品技术条件。4.1.4室温放电容量

10、锂电池单元组/单体按5.2.5试验时，其放电容量应不低于额定容量，并且不超过额定容量的110%， 同时所有测试样品初始容量极差不大于初始容量平均值的5%。注：极差是所有样本的的最大值和最小值之差。4.1.5安全性4.1.5.1锂电池单元组/单体按5.2.6.1进行过放电试验时，应不爆炸、不起火、不漏液。4.1.5.2锂电池单元组/单体按5.2.6.2进行过充电试验时，应不爆炸、不起火。4.1.5.3锂电池单元组/单体按5.2.6.3进行短路试验时，应不爆炸、不起火。4.1.5.4锂电池单元组/单体按5.2.6.4进行跌落试验时，应不爆炸、不起火、不漏液。4.1.5.5锂电池单元组/单体按5.2

11、.6.5进行加热试验时，应不爆炸、不起火。4.1.6环境4.1.6.1锂电池单元组/单体按5.2.7.1进行抗低压试验时，应不漏液、不冒烟、不起火、不爆炸。4.1.6.2锂电池单元组/单体按5.2.7.2进行恒定湿热试验时，其外观应无明显变形、锈蚀、不冒烟、 不爆炸，其容量应不低于额定值的90%。4.1.6.3锂电池单元组/单体按5.2.7.3进行冷热冲击试验时，应无质量损失、不漏液、不排气、不解 体、不开裂、不起火，测试后开路电压不低于测试前的90%。4.2锂电池模块4.2.1外观锂电池模块按5.3.1检验时，外观不得有变形及裂纹，表面干燥、无外伤，且排列整齐、连接可靠、 标志清晰等。极性锂

12、电池模块按5.3.2检验时，端子极性标识应正确。外形尺寸锂电池模块按5.3.3检验时，外形尺寸应符合企业提供的产品技术条件。室温放电容量锂电池模块按5.3.4试验时，其放电容量应不低于额定容量的95%，并且不超过额定容量的110%，同 时所有测试样品初始容量极差不大于初始容量平均值的7%。4.2.5室温倍率放电容量锂电池模块按5.3.6试验时，其放电容量应不低于初始容量的90%。4.2.6低温放电容量锂电池模块按5.3.7试验时，其放电容量应不低于初始容量的70%。4.2.7高温放电容量锂电池模块按5.3.8试验时，其放电容量应不低于初始容量的95%。4.2.8荷电保持与容量恢复能力锂电池模块

13、按5.3.9试验时，其室温荷电保持率应不低于初始容量的85%，容量恢复应不低于初始 容量的95%。4.2.9能量效率锂电池模块按5.3.10试验时，能量效率不低于90%。4.2.10耐振动性锂电池模块按5.3.11试验时，不允许出现放电电流锐变、电压异常、锂电池壳变形、电解液溢出 等现象，并保持连接可靠、结构完好。循环寿命锂电池模块按照5.3.12进行试验时，其循环寿命应不少于3500次。一致性锂电池模块按照5.3.13进行试验时，各锂电池单元组/单体之间的的静态开路电压最大值与最小值 的差值应不大于0.05V。4.2.13绝缘电阻锂电池模块按5.3.14进行绝缘电阻试验时，对于金属外壳的电池

14、组，电池组正负极接口分别对电池 组金属外壳的绝缘电阻不小于2MQ。4.2.14安全性4.2.14.1锂电池模块应具有过充电、过放电、过流、短路告警功能。4.2.14.2锂电池模块按5.3.15.1进行抗碰撞试验时，其外观应无明显损伤、不漏液、不冒烟、不爆 炸，并能正常工作。4.2.14.3锂电池模块按5.3.15.2进行加热试验时，应不爆炸、不起火。4.2.15加速寿命测试锂电池模块按照5.3.16进行试验时，其循环寿命应不少于750次。4.2.16抗扰度4.2.16.1执行标准抗扰度执行标准有：a）标准A：当按要求使用该设备时，除了允许的规定以外，没有性能的退化，见表1。b）标准B：不允许实

15、际操作状态或存储数据的变化。在测试期间允许性能的退化。测试完成后， 在按要求使用该设备时，除了允许的指定限度以外，不允许性能的退化或功能的损坏。抗扰度执行标准 见表 1。表1抗扰度执行标准功能类型标准A标准B组成锂离子电池总成的所有产品程序丢失存储器故障I/O复位数据表破坏出现不期望的操作锁死操作员干涉损坏程序丢失 存储器故障 I/O复位 数据表破坏 出现意外操作 锁死操作员干涉 损坏外部通信节点离线节点离线内部通信辐射，传导快速瞬态群1个出错位置位/10次传送1个出错位置位/10次传送锁 死ESD浪涌4.2.16.2静电放电（ESD）抗扰度锂电池模块按GB/T 17626.22006的要求，

16、每个极应施加10次放电，方法如下：a）对于非金属外壳用空气隙放电方法施加8 kV；b）对金属设备外壳用空气隙放电方法施加4 kV。4.2.16.3射频电磁场辐射抗扰度锂电池模块按GB/T 17626.32006的要求：频率范围80 MHz1 000 MHz强度为10 V/m的调幅波。执行标准A （见5.5.2.1）。4.2.16.4电快速瞬变/脉冲群抗扰度锂电池模块按GB/T 17626.42008的要求：a）5 kHz的1 000 V最大测试电压施加在包含CDI通信介质的电缆；b）5 kHz的2 000 V最大测试电压施加在其他所有电缆和端口。执行标准B （见5.5.2.1）。4.2.16.

17、5浪涌抗扰度锂电池模块按GB/T 17626.52008的要求：a）在AC电源和DC控制电源与电底盘之间施加5次最大电压为2 000 V浪涌；b）在AC电源之间和DC控制电源之间施加5次最大电压为1 000 V浪涌。执行标准B （见5.5.2.1）。4.2.16.6射频场感应的传导骚扰的抗扰度锂电池模块按GB/T 17626.62008的要求：a）在150kHz80MHz频率范围内10 V （rms）调幅波；b）在AC电源之间和DC控制电源之间施加5次最大电压为1 000 V浪涌。执行标准A （见5.5.2.1）。4.3发射4.3.1无线发射按GB 48242004中1组A类的规定进行。4.3

18、.1.1传导发射按GB 48242004中1组A类的规定进行。4.4通信接口锂电池模块应具备CAN、RS485/RS232、以太网等通信接口中的一种，支持下述通信协议中的一种或 多种：IEC60870-5-1042003、IEC61850、GB/T19582.12008。5试验方法5.1试验条件5.1.1环境条件5.1.1.1实验环境除另有规定外，试验应在温度为25C5C，相对湿度为25%85%，大气压力86 kPa106 kPa 的环境中进行。5.1.1.2使用环境-10 50C。5.1.1.3储存环境-20 60C。5.1.2测量仪器、仪表准确度测量仪器、仪表准确度应满足以下要求：a）电压

19、测量装置：准确度不低于0.5级，其内阻至少为10 kQ/V；b）电流测量装置：准确度不低于0.5级；c）温度测量装置：具有适当的量程，其分度值不大于1C,标定准确度不低于0.5C；d）计时器：按时、分、秒分度，准确度为0.1%；e）测量尺寸的量具：分度值不大于l mm。5.2锂电池单元组/单体试验5.2.1外观在良好的光线条件下，用目测法检查锂电池单体的外观。5.2.2极性用电压表检测锂电池单元组/单体极性。5.2.3外形尺寸用量具测量锂电池单元组/单体的外形尺寸。5.2.4锂电池单元组/单体充电室温下，锂电池先以1I5（A）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，搁S60 min （或企

20、业 提供的不大于60 min的搁置时间），然后按企业提供的充电方法进行充电。若企业未提供充电方法，则 以1I5（A）电流恒流充电至锂电池电压达企业技术条件中规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电终止 电流降至一定电流0.1I5（A）时停止充电，充电后搁置60 min或企业提供的不高于60 min的搁置时间。5.2.5室温放电容量（初始容量）按照如下步骤测试室温放电容量：a）锂电池单元组/单体按5.2.4方法充电；b）室温下，锂电池以1I5（A）电流放电，直到放电至企业技术条件中规定的放电终止电压；c）计算放电容量（以Ah计）；d）重复步骤a）c） 5次，当连续3次试验结果的极差小于额定容量的3

21、%，可提前结束试验， 取最后3次试验结果平均值。5.2.6安全性所有安全试验均在有充分环境保护的条件下进行，如果有主动保护线路，应除去。5.2.6.1过放电过放电试验按照如下步骤进行：a）锂电池单元组/单体按5.2.4方法充电；b）锂电池单元组/单体以1I5（A）电流放电直至电压0V后继续强制放电30 min；c）观察1 h。5.2.6.2 过充电过充电试验按照如下步骤进行：a）锂电池单元组/单体按5.2.4方法充电；b）以1I （A）电流恒流充电至任一锂电池单体电压达到企业技术条件中规定的充电终止电压的2倍5或者过充量达到初始容量的100%停止充电；c）观察1 h。短路短路试验按照如下步骤进

22、行：a）锂电池单元组/单体按5.2.4方法充电；b）将锂电池单元组/单体经外部短路10 min，外部线路电阻100 m Q；c）观察1 h。跌落跌落试验按照如下步骤进行：a）锂电池单元组/单体按5.2.4方法充电；b）锂电池单元组/单体端子向下从1.5 m高度处自由跌落到水泥地面上；c）观察1 h。加热加热试验按照如下步骤进行：a）锂电池单元组/单体按5.2.4方法充电；b）将锂电池单元组/单体放入温度箱，温度箱按照5C/min的速率升温至130C2C，并保持此 温度30 min；c）观察1 h。5.2.7环境5.2.7.1抗低压锂电池单元组/单体放置于真空箱室，抽真空至11.6kPa或更低，

23、在室温下保持360min，电池组应 符合4.1.6. 1的规定。5.2.7.2恒定湿热锂电池单元组/单体按5.3.4方法充满电后，将其放入60C2C、相对湿度为90%95%的恒温恒 湿箱中静置12h后，再将其取出在室温下静置2目测其外观，再以1.0I5A电流放电至终止电压，应 符合4.1.6.2的规定。5.2.7.3 冷热冲击锂电池单元组/单体按5.3.4方法充电后，放入温度为75 2C的环境中存储至少6小时，接着在温 度为-40 2C的环境中存储6小时。极端温度变化的时间间隔最长为30分钟。重复上述过程10次， 然后将样品在温度为25 5C的环境中放置24小时。应符合4.1.6.3的规定。5

24、.3锂电池模块试验测试用锂电池模块样品应满足如下条件：总电压不低于锂电池单体电压的5倍；额定容量应为储能用锂离子锂电池系统标称容量。5.3.1外观在良好的光线条件下，用目测法检查锂电池模块的外观。5.3.2极性用电压表检测锂电池模块的极性。5.3.3外形尺寸用量具测量锂电池模块的外形尺寸。5.3.4锂电池模块充电室温下，锂电池模块先以115（A）电流放电至任一锂电池单体电压低于放电终止电压。搁置60 min （或企业提供的不高于60 min的搁置时间），然后按企业提供的充电方法进行充电。若企业未提供充电 方法，则依据以下方法充电：以1I5 （A）电流恒流充电至锂电池模块电压达企业技术条件中规定

25、的充电终止电压时转恒压充电， 至充电终止电流降至一定电流0.1 I5 （A）时停止充电，若充电过程中有锂电池单体电压超过充电终止电 压0.1V时停止充电。充电后搁置60 min （或企业提供的不高于60 min的搁置时间）。5.3.5室温放电容量按照如下步骤测试室温放电容量：a）锂电池模块按5.3.4方法充电；b）室温下，锂电池模块以115（A）电流放电至任一锂电池单体电压或模块整体电压低于放电终止电 压；c）计算放电容量（以Ah计）；d）重复步骤a）-c）5次，当连续3次试验结果的极差小于额定容量的3%，可提前结束试验，取 最后3次试验结果平均值。5.3.6室温倍率放电性能室温倍率放电性能按

26、照如下步骤进行：a）锂电池模块按5.3.4方法充电；b）室温下，锂电池模块以15I5 （A）电流放电，直至任意一个单体电压或模块整体电压达到放电终 止电压时停止放电；c）计算放电容量（以Ah计）5.3.7低温放电容量低温放电容量试验按照如下步骤进行：a）锂电池模块按5.3.4方法充电；b）锂电池模块在-20C2C下搁置24h；c）锂电池模块在-20C2C下，以1I5（A）电流放电至任一锂电池单体电压或模块整体电压低于室 温放电终止电压或企业提供的放电终止电压（该电压值不低于室温放电终止电压的80% ）；d）计算放电容量（以Ah计）。5.3.8高温放电容量高温放电容量试验按照如下步骤进行：a）锂

27、电池模块按5.3.4方法充电；b）锂电池模块在55C2C下搁置5h；c）锂电池模块在55C2C下，以1I5（A）电流放电至任一锂电池单体电压或模块整体电压低于室 温放电终止电压；d）计算放电容量（以Ah计）。5.3.9室温荷电保持及容量恢复能力室温荷电保持与容量恢复能力试验按照如下步骤进行：a）锂电池模块按5.3.4方法充电；b）锂电池模块在25C5C下储存28天；e）室温下，锂电池模块以1I5（A ）电流放电至任一锂电池单体电压或模块整体电压低于放电终止电 压时停止试验；c）计算荷电保持容量（以Ah计）；d）锂电池模块再按5.3.4方法充电；f）室温下，锂电池模块以1I5（A ）电流放电至任

28、一锂电池单体电压或模块整体电压低于放电终止电 压时停止试验；e）计算恢复容量（以Ah计）。5.3.10能量效率按照如下步骤测试能量效率：a）锂电池模块按5.2.4方法充电；b）室温下，锂电池以1I5（A）电流放电，直到放电至企业技术条件中规定的放电终止电压；c）计算能量效率（以%计）；d）锂电池模块能量效率不低于90%。5.3.11耐振动耐振动试验按照如下步骤进行：a）锂电池模块按5.3.4方法充电；b）将锂电池模块紧固到振动试验台上。以1Hz/min速度从10Hz扫描振动至55Hz，再从55Hz以1Hz/min速度扫描振动至10Hz按下述方法进行线性扫频振动试验，往复扫描一次。振动方向：三个

29、相互垂直方向各扫频振动一次；振动频率：1055 Hz；振幅：0.8 mm；最大加速度：30 m/s2c）振动试验过程中，观察有无异常现象出现。循环寿命（80%DOD）循环寿命试验按照如下步骤进行：a）锂电池模块按5.3.4方法充电，直到荷电量达到额定容量的90%或者充电终止电压；b）锂电池模块以I5（A）电流放电，直到荷电量达到额定容量的10%或者放电终止电压；c）锂电池模块按a）b）步骤连续重复50次；d）按5.3.5方法检查容量。如果锂电池模块容量小于额定容量的80%终止试验；如果锂电池模块 容量大于额定容量的80%，按a）b）步骤连续重复50次；e）重复步骤d）直至3500次；一致性锂电

30、池模块按5.3.4方法充满电后，搁置30min，使用电压表测量电池组内各电池的静态开路电压，记录电压偏差，应符合4.2.11的规定。5.3.14绝缘电阻用绝缘电阻测试仪直流500V的测试电压，对被测电池组正负极端子对电池组金属外壳进行测试，绝缘电阻测试结果应符合4.2.12的要求5.3.15 安全性5.3.15.1 抗碰撞锂电池模块按5.3.4方法充满电后，承受X、Y、Z三个方向的碰撞试验。初始3ms内平均加速度 应不小于75g，峰值加速度在125g175g之间，碰撞次数为3次。5.3.15.2 加热加热试验按照如下步骤进行：a）锂电池模块按5.3.4方法充电；b）将锂电池模块放入温度箱；温度

31、箱按照5C/min的速率升温至130C2C，并保持此温度30 min；c）观察1 h。5.3.16加速寿命测试加速寿命试验按照如下步骤进行：a）锂电池模块在40C2C下以5I5（A）充电至充电限制电压转恒压充电，至充电终止电流降至一 定电流0.5I5（A）时停止充电，若充电过程中有锂电池单体电压超过充电终止电压0.1V时停止 充电。充电后搁置10 min；b）锂电池模块在40C2C下以5I5（A）放电至任一锂电池单体电压低于室温放电终止电压或企业 提供的放电终止电压，放电后搁置10 min；c）如果锂电池模块容量小于额定容量的90%终止试验。如果锂电池模块容量大于额定容量的90%， 按a）b）

32、步骤连续重复进行直至750次。注：加速寿命测试与循环寿命测试可根据需求选择其一进行。5.3.17抗扰度5.3.17.1静电放电（ESD）抗扰度锂电池模块按GB/T 17626.22006和4.2.16.2进行。5.3.17.2射频电磁场辐射抗扰度锂电池模块按GB/T 17626.32006和4.2.16.3进行。5.3.17.3电快速瞬变/脉冲群抗扰度锂电池模块按GB/T 17626.42008和4.2.16.4进行。5.3.17.4浪涌抗扰度锂电池模块按GB/T 17626.52008和4.2.16.5进行。5.3.17.5射频场感应的传导骚扰的抗扰度锂电池模块按GB/T 17626.620

33、08和4.2.16.6进行。5.3.18发射5.3.18.1无线发射锂电池模块按GB 48242004中1组A类和4.2.17.1的规定进行。5.3.18.2传导发射锂电池模块按GB 48242004中1组A类和4.2.17.2的规定进行。5.4试验程序5.4.1按本程序进行的试验应连续进行。5.4.2锂电池单元组/单体试验程序见表2。5.4.3锂电池模块试验程序见表3。表2锂电池单元组/单体试验程序序号检验项目检验方法章条号锂电池单元组/单体编号1外观5.2.11#14#2极性5.2.23外形尺寸5.2.34室温放电容量5.2.55过放电5.2.6.11# 2#6过充电5.2.6.23# 4

34、#7短路5.2.6.35# 6#8跌落5.2.6.47# 8#9加热5.2.6.59#10#10抗低压5.2.7.111# 12#11恒定湿热5.2.7.211# 12#12冷热冲击5.2.7.311# 12#表3锂电池模块试验程序序号检验项目检验方法章条号锂电池模块编号1外观5.3.11#6#2极性5.3.23外形尺寸5.3.34室温放电容量5.3.55室温倍率放电容量5.3.61#6低温放电容量5.3.77高温放电容量5.3.88荷电保持与容量恢复能力5.3.92#9能量效率5.3.103#10耐振动5.3.112#11循环寿命5.3.123#11一致性5.3.134#12绝缘电阻5.3.144#13抗碰撞5.3.15.14#14加热5.3.15.24#15加速寿命5.3.165#16抗扰度5.3.172#17发射5.3.182#6检验规则6.1检验规则及检验项目检验分类、检验项目、要求章条号、样品数