水系二次电池电性能和安全性能技术规范

Q/LB.□XXXXX-XXXXT/SPSTSXXXX—XXXX水系二次电池电性能和安全性能技术规范范围本文件规定了水系二次电池的外观要求、电性能要求、安全要求、试验方法、检验规则、包装、运输及贮存等内容。本文件适用于水系二次电池（以下简称电池）。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB31241-2022便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全技术规范GB/T31486-2015动力汽车用动力蓄电池性能要求及试验方法GB38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求GB4016502021固定式电子设备用锂离子电池和电池组安全技术规范DB21/T3102.1-2019锂硫电池及电池组第1部分：电性能要求和试验方法术语和定义下列术语和定义适用于本文件。水系二次电池aqueouselectrolytessecondarybattery以水为基本电解质溶剂，直接将化学能转化为电能的的混合金属电池、单金属电池，包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子，并被设计成可充电。（待商榷）额定容量ratedcapacity制造商标明的电池或电池组的容量，单位为按时（Ah）或毫安时（mAh）。[来源:GB31241-2022,3.8，有修改]初始容量initialcapacity新出厂的水系二次电池，在室温下，完全充电后，以1Ⅰ1(A)电流放电至企业规定的放电终止电压时所放出的容量（Ah）。[来源:GB/T31486-2015,3.5，有修改]荷电保持能力chargeretention完全充电的水系二次电池在一定温度下贮存一定时间后，放电至企业规定的放电终止电压，其所放电容量与初始容量的百分比。容量恢复能力capacityrecovery完全充电的水系二次电池在一定温度下贮存一定时间后，再进行完全充电，其后放电容量与初始容量的百分比。[来源:GB/T31486-2015,3.8，有修改]充电终止电压upperlimitedchargingvoltage制造商规定的水系二次电池能承受的最高安全充电电压。[来源:GB31241-2022,3.11，有修改]放电终止电压（Ude）endofdischargevoltage制造商推荐的水系二次电池放电结束时的电压。[来源:GB31241-2022,3.14，有修改]推荐放电电流（Ⅰdr）recommendationdischagingcurrent制造商推荐的持续放电电流。[来源:GB31241-2022,3.22，有修改]符号下列符号适用于本文件。Ⅰ1：1小时率放电电流，其数值等于Ⅰ1（A）。外观要求外观电池外观应清洁无变形，不应有裂纹、漏液、鼓胀、明显划痕及机械损伤等现象，宜有清晰、正确的标志。极性电池端子极性标识应正确、清晰。外形尺寸及重量电池外形尺寸及重量由供需双方协定，应满足企业提供的产品技术条件。电性能要求室温放电容量电池按照8.7.1进行试验时，其放电容量应不低于企业提供的产品技术条件中规定的额定容量值，并且不超过额定容量值的110%。低温放电容量电池按照8.7.2进行试验时，其放电容量应不低于初始容量的80%。高温放电容量电池按照8.7.3进行试验时，其放电容量应不低于初始容量的90%。室温倍率放电性能电池按照8.7.4进行试验时，其放电容量应不低于初始容量的90%。室温倍率充电性能电池按照8.7.5进行试验时，其放电容量应不低于初始容量的80%。室温/高温荷电保持能力与容量恢复能力电池按照8.7.6进行试验时，其室温及高温荷电保持率不应低于初始容量的80%，容量恢复应不低于初始容量的90%。循环性能电池按照8.7.7进行试验时，其1000次的放电容量应不低于初始容量的80%。贮存性能电池按照8.7.8进行试验时，其容量保持率应不低于初始容量的80%，容量恢复率应不低于初始容量的90%。安全要求电池的安全要求见表1表1安全要求序号项目标准试验方法（章条号）1过放电不冒烟，不起火，不爆炸8.8.12过充电不冒烟，不起火，不爆炸8.8.23短路不冒烟，不起火，不爆炸8.8.34热耐用不漏液，不起火，不爆炸8.8.45挤压不漏液，不起火，不爆炸8.8.56跌落不漏液，不起火，不爆炸8.8.67低气压不漏液，不起火，不爆炸8.8.78温度循环不漏液，不起火，不爆炸8.8.8试验方法试验条件除另有规定外，本文件中各项试验应在温度为25℃±5℃，相对湿度低于75%RH，大气压为86KPa～106KPa的环境中进行。所有安全试验均应在有充分安全保护的环境条件下进行。本文件中所提到的室温是指25℃±5℃。测量仪器、仪表精确度测量仪器、仪表精确度应满足以下要求：电压测量装置：±1%；电流测量装置：±1%；温度测量装置：±1℃；尺寸测量装置：±0.01mm；重量测量装置：±0.01kg；时间测量装置：±0.1%；容量测量装置：±1%。测试用充放电程序测试用充电程序电池可采用下列方法之一进行充电：企业技术条件中规定的方法；室温下，电池以1Ⅰ1(A)电流恒流冲电至企业技术中规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.05Ⅰ1(A)时停止充电，充电后静置1h(或制造商提供的不大于1h的静置时间)。在充电前电池先按照8.3.2规定的方法进行放电，并静置10min。除另有规定，宜采用方法a),当不可获得方法a)时，可采用方法b）。测试用放电程序电池以推荐放电电流（Ⅰdr）进行恒流放电至放电终止电压（Ude）。外观在自然光或在光照度不低于800LUX的光源下目测。极性用电压表检测电池极性。外形尺寸及重量用量具和衡器测量电池的外形尺寸及重量。电性能试验方法室温放电容量按照如下步骤测试电池室温放电容量：电池按照8.3.1的规定充电；室温下，电池以1Ⅰ1(A)电流放电至电压达到终止电压；计量放电容量（以Ah计）；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%时，可提前结束试验，取最后3次试验结果平均值作为电池的室温放电量。低温放电容量按照如下步骤测试电池低温放电容量：电池按照8.3.1的规定充电；电池充电结束后，在（-20±2）℃环境温度下，静置24h；电池在（-20±2）℃下，以1Ⅰ1(A)电流放电至电压达到终止电压（该电压值不低于室温放电终止电压的80%）；计算放电容量（以Ah计）。高温放电容量按照如下步骤测试电池高温放电容量：电池按照8.3.1的规定充电；电池充电结束后，在（55±2）℃环境温度下，静置5h；电池在（55±2）℃下，以1Ⅰ1(A)电流放电至电压达到室温放电终止电压；计算放电容量（以Ah计）。室温倍率放电性能按照如下步骤测试电池室温倍率放电性能：电池按照8.3.1的规定充电；室温下，电池以3Ⅰ1(A)电流放电，直至电压达到放电终止电压；计算放电容量（以Ah计）。室温倍率充电性能按照如下步骤测试电池室温倍率充电性能：室温下，电池按照8.3.2进行放电，并静置1h；室温下，电池以2Ⅰ1(A)电流充电，直至电压达到充电终止电压，或达到企业技术规定的充电终止条件，且总充电时间不超过30min,静置1h；室温下，电池按照8.3.2进行放电；计量放电容量（以Ah计）。室温/高温荷电保持能力与容量恢复能力室温荷电保持能力与容量恢复能力按照如下步骤测试电池室温荷电保持能力与容量恢复能力：室温下，电池按照8.3.1进行充电，并静置28天；室温下，电池按照8.3.2进行放电；计量荷电保持容量（以Ah计），荷电保持能力=荷电保持容量/初始容量×100%；室温下，电池再按照8.3.1进行充电；室温下，再按照8.3.2进行放电；计量恢复容量（以Ah计），容量恢复能力=恢复容量/初始容量×100%。高温荷电保持能力与容量恢复能力按照如下步骤测试电池高温荷电保持能力与容量恢复能力：电池按照8.3.1进行充电，并在（55±2）℃下储存7d；电池在室温下搁置5h后，按照8.3.2进行放电；计量荷电保持容量（以Ah计），荷电保持能力=荷电保持容量/初始容量×100%；电池再按照8.3.1进行充电；室温下，再按照8.3.2进行放电；计算恢复容量（以Ah计），容量恢复能力=恢复容量/初始容量×100%。循环性能按照如下步骤测试电池的循环性能：循环性能测试前，需将电池按照8.3.2进行放电，并静置10min；以1Ⅰ1(A)恒流电流充电，当电池电压达到充电限制电压时，停止充电，并静置10min；以2Ⅰ1(A)电流放电至放电终止电压，记录放电容量；按照b)～c)连续循环1000次；计算放电容量与初始容量的百分比。贮存性能按照如下步骤测试电池的贮存性能：室温下，电池按照8.3.1进行充电；电池在（45±2）℃下储存28d；电池在室温下静置5h；电池按照8.3.2进行放电，计量放电容量（以Ah计），容量保持率=该放电容量/初始容量×100%；电池按照8.3.1进行充电后，再按照8.3.2进行放电，计量放电容量（以Ah计），容量恢复率=该放电容量/初始容量×100%。安全要求试验方法过放电电池按照8.3.1进行充电后，以1Ⅰ1(A)电流放电90min，并在试验环境温度下观察1h。过充电电池按照8.3.1进行充电后，以企业规定且不小于1Ⅰ3(A)的恒流电流充电至企业规定的充电终止电压的1.1倍或115%SOC后停止充电，并在试验环境温度下观察1h。短路电池按照8.3.1进行充电后，将电池正极端子和负极端子经外部短路10min，外部线路电阻应小于5mΩ，并在试验环境温度下观察1h。热耐用电池按照8.3.1进行充电后放入试验箱中，从室温开始按照（5±1）℃/min的速率升温至（130±1）℃，并在此温度下保持30min后停止加热，在试验环境温度下观察1h。挤压电池按照8.3.1进行充电后，将电池置于两个平面内，以不大于2mm/s的速度施加垂直于极板方向的力进行挤压，当电池电压达到0V或电池变形量达到挤压方向整体尺寸的15%或挤压力达到100KN或挤压力达到1000倍电池重量后停止挤压，并保持10min，完成以上试验步骤后在试验环境温度下观察1h。跌落电池按照8.3.1进行充电后，按照GB31241—2022中8.5执行。低气压电池按照8.3.1进行充电后，将电池放入低气压箱中，调节气压为11.6kPa并保持6h。温度循环电池按照8.3.1进行充电后，将电池放入试验箱中，试验箱温度按照表2进行调节，试验箱温度变化应保持匀速升温或降温，循环5次后在试验环境温度下观察1h。表2试验箱温度调节温度℃时间增量min累计时间min2500-406060-409015025602108590300851104102570480检验规则检验分类、检验项目及检验规则检验分类、检验项目及检验规则及检验规则见表3。表3检验规则序号检验分类检验项目对应章条号检验数量1出厂检验外观5.1100%2极性5.1100%3外形尺寸及重量5.31%4室温放电容量6.1500只及以内随机抽3只，500只以上随机抽6只5型式检验低温放电容量6.2每项随机抽3只6高温放电容量6.37室温倍率放电性能6.48室温倍率充电性能6.59室温/高温荷电保持能力与容量恢复能力6.610循环能力6.711贮存性能6.712安全要求7每项随机抽3只出厂检验对本文件中的厂检验项目，每批随机抽检。若有一项及以上不合格时，应将该批产品退回普检后再次随机抽检，若再次检验仍有一项及以上不合格，则判定该批产品不合格。型式检验有下列情况之一时，应进行型式检验，型式检验应包含本文件要求的所有项目：新产品试制定型或定型鉴定时；正式生产后，如结构、材料、工艺有重大改变，可能明显影响产品质量或性能时，此时可对受影响项目进行单项检验；产品停产6个月以上重新恢复生产时；国家质量监督部门提出型式检验要求时；新产线或新场地开始生产时；正常生产，按周期进行型式检验；用户提出型式检验的要求时。判定规则在型式检验中，若有一项不合格时，应判定为不合格。标志、标签每个电池至少应包含以下中文标志、标签：产品型号、正负极性、制造厂商、制造日期、批号、商标、最低容量、安全注意事项及警示等。包装电池应有防止短路的包装，同时应附有产品合格证、产品使用说明书等相关内容。运输电池应在半荷电态下包装成箱进行运输，包装状态的产品可采取常规运输工具和方式运输。在运输过程中应防止剧烈振动、冲击、挤压、日晒、雨淋、重物堆压等危害电池安全的情况发生，装卸过程中应小心轻放，防止机械损伤。贮存电池应在半荷电态下贮存，应贮存在整洁、干燥、通风处，应避免与腐蚀性物质接触，不应靠近火源、暖气或受日光直射。前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由深圳市电源技术学会提出并归口。本文件起草单位：天目湖先进储能技术研究院有限公司。本文件主要起草人：