T-CIAPS 0036-2024 电动汽车用圆柱锂离子电池技术规范

ICS43.080T47电动汽车用圆柱锂离子电池技术规范TechnicalspecificationforcylindricallithiumionbIT/CIAPS0036—2024 I 12规范性引用文件 13术语和定义 14符号和缩略语 25技术要求 26试验条件 47试验准备 48试验方法 59检验规则 1010标志、包装、运输和储存 参考文献 154T/CIAPS0036—2024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。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这些专利的责任。本文件由中国化学与物理电源行业协会提出并归口。本文件主要起草单位：惠州亿纬锂能股份有限公司（湖北亿纬动力有限公司）、横店集团东磁股份有限公司、安徽得壹能源科技有限公司、航天锂电科技（江苏）有限公司、深圳市中基自动化股份有限公司。本文件参与起草单位：河南新太行电源股份有限公司、江苏中兴派能电池有限公司、武汉逸飞激光股份有限公司、瑞浦兰钧能源股份有限公司、江西华立源锂能科技股份有限公司、云山动力（宁波）有限公司、东莞市创明电池技术有限公司、武汉中原长江科技发展有限公司、无锡市金杨新材料股份有限公司、惠州锂威新能源科技有限公司、苏州瀚川智能科技股份有限公司、天能电池集团股份有限公司、因湃电池科技有限公司、永康市深伟业科技有限公司、广州鹏辉能源科技股份有限公司、凌云光技术股份有限公司。本文件主要起草人：陈校军、詹园园、苗培霜、徐悦斌、周书云、杜国庆，张奇龙，王国光，孟华东、王宏栋、章国刚、欧阳辉、姜波、李中兵、曾祥兵、陈成兵、宋二虎、秦海卫、杨庆亨、杨亦双、冉昌林、蔡汉钢、陈丹丹、李文、袁定凯、赵立娜、林梓泉、王菘如、周舟、华健、周勤勇、黎惠锋、杨涛锋、代东举、王金明、刘太刚、程建良、赵红维、杨皓琨。本文件为首次制定。1T/CIAPS0036—2024电动汽车用圆柱锂离子电池技术规范本文件规定了电动汽车用圆柱锂离子电池单体的技术要求、试验条件、试验准备、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和储存要求。本文件适用于电动汽车用全极耳或多极耳圆柱锂离子电池单体的电性能和安全性能的要求及测试。2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。GB/T191包装储运图示标志GB/T12604.7无损检测术语泄漏检测GB/T19596电动汽车术语GB/T31484电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法GB/T31486电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法GB38031电动汽车用动力蓄电池安全要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1额定容量ratedcapacity室温下，完全充电后，高能量电池以1I3、高功率电池以1I1的放电电流测得并由企业申明的容量值。[来源：GB/T19596，.2，有修改]3.2额定能量ratedenergy室温下，完全充电后，高能量电池以1I3、高功率电池以1I1的放电电流测得并由企业申明的能量值（Wh）。[来源：GB/T19596，.2，有修改]3.3初始容量initialcapacity新出厂的电池，在规定条件，完全充电后，以企业规定且不小于1I3的电流放电至企业规定的放电终止条件时所放出的容量(Ah)。[来源：GB/T31486，3.5]3.4容量恢复能力capacityrecovery2T/CIAPS0036—2024完全充电的蓄电池在一定温度下储存一定时间后，再完全充电，其后放电容量与初始容量之比。[来源：GB/T19596，.8]3.5爆炸explosion蓄电池外壳破裂，伴随剧烈响声，且有主要成分抛射出来。3.6泄漏率leakagerate在规定条件下，特定气体通过漏孔的流速。[来源：GB/T12604.7-2021,4.3.5，有修改]3.7壳体完整integrityofbatterycasing电池壳体除泄压阀外的其他部件破损。针刺及其他人为破损除外。3.8热扩散thermalpropagation电池包或系统内由一个电池单体热失控引发的其余电池单体接连发生热失控的现象。4符号和缩略语4.1缩略语下列缩略语适用于本文件。FS：满量程（fullscale）SOC：荷电状态（state-of-charge）4.2符号下列符号适用于本文件。C1：1小时率额定容量（Ah）。I1：1小时率放电电流（A），其数值等于C1。I3：3小时率放电电流（A），其数值等于额定容量值的1/3。5技术要求5.1外观外观不应有变形及裂纹，表面应干燥，无毛刺、无擦伤、无裂痕、无锈渍、无变色或电解液泄漏，且应有清晰、正确的标志。5.2极性极性正确、并清晰标识。5.3外形尺寸和质量5.3.1外形尺寸相对于标称值的偏差应满足表1的要求。3T/CIAPS0036—2024表1外形尺寸偏差要求5.3.2质量相对于标称值的偏差应不大于2.0%。5.4密封性电池的泄漏率不大于1×10-7Pa·m3/s。5.5电性能要求5.5.1室温放电容量电池单体按照8.5.1的方法进行试验，其放电性能应满足下列要求：a)放电容量应不低于额定容量；b)放电能量应不低于额定能量；c)放电容量不超过额定容量的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%。5.5.2室温倍率放电性能电池单体按照8.5.2的方法进行试验，其放电性能应满足下列要求：a)放电容量应不小于额定容量的97%；b)放电能量应不小于额定能量的95%。5.5.3循环寿命要求标准循环寿命电池单体在25℃±2℃条件下，按照8.6.1的方法进行标准循环寿命测试，当循环次数达到1000次时，其容量不低于初始容量的80%。快充循环寿命电池单体在35℃±2℃条件下，按照8.6.2的方法进行快充循环寿命测试，当循环次数达到800次时，其容量不低于初始容量的80%。5.6安全要求5.6.1过放电电池单体按照8.7.2的方法进行过放电试验，应不起火、不爆炸，壳体完整。5.6.2过充电电池单体按照8.7.3的方法进行过充电试验，应不起火、不爆炸，壳体完整。5.6.3外部短路电池单体按照8.7.4的方法进行外部短路试验，应不起火、不爆炸，壳体完整。5.6.4析锂电池单体按照8.7.5的方法进行析锂试验，应不起火、不爆炸。5.6.5加热电池单体按照8.7.6的方法进行加热试验，应不起火、不爆炸，壳体完整。4T/CIAPS0036—20245.6.6挤压电池单体按照8.7.7的方法进行挤压试验，应不起火、不爆炸。5.6.7跌落电池单体按照8.7.8的方法进行跌落试验，应不起火、不爆炸。5.6.8温度循环电池单体按照8.7.9的方法进行温度循环试验，应不漏液、不起火、不爆炸，壳体完整。5.6.9低气压电池单体按照8.7.10的方法进行低气压试验，应不漏液、不起火、不爆炸，壳体完整。5.6.11热扩散模拟电池单体按照8.7.11的方法进行热扩散模拟试验，触发电池达到热失控，相邻电池应不起火、不爆6试验条件6.1一般条件除另有规定外，试验应在下列环境中进行：a)温度：25℃±5℃,标准中提到的室温是指25℃±2℃;b)相对湿度：10%～90%；c)大气压力：86kPa～106kPa。本标准所提到的室温，是指25℃±2℃。6.2测量仪器测量仪器、仪表准确度应满足下列要求：a)电压测量装置：±0.1%FS；b)电流测量装置：±0.1%FS；c)温度测量装置：±1℃;d)时间测量装置：±0.1s；e)尺寸测量装置：±0.1%FS；f)质量测量装置：±0.1%FS。6.3电池测试温度采集对电池表面进行温度采集时，建议温度采集点布置在正负极极耳以及电池圆柱面中间位置。6.4测试过程误差控制值（实际值）与目标值之间的误差要求如下：a)电压：±1%；b)电流：±1%；c)温度：±2℃。6.5数据记录与记录间隔除在某些具体测试项目中另有说明，否则测试数据（如时间、温度、电流和电压等）的记录间隔应不大于15s。7试验准备5T/CIAPS0036—20247.1标准充电电池单体以企业规定的且不小于I3电流恒流放电至企业规定的放电截止电压，搁置1h（或企业提供的不大于1h的搁置时间）。若企业未提供充电方法，则由检测机构和企业协商确定合适的充电方法，或依据以下方法充电：电池单体先以企业规定的且不小于I3的电流恒流充电至企业规定的充电限制电压时转恒压充电，直至充电电流降至0.05I3时停止充电。搁置1h（或企业提供的不大于1h的搁置时间）。7.2标准放电电池单体先以I3电流恒流放电至企业规定的放电截止电压，搁置1h（或企业提供的不大于1h的搁置时间）。7.3预处理正式测试开始前，电池单体需要先进行预处理循环，以确保试验对象的性能处于激活和稳定的状态。步骤如下：a)按照7.1的方式对电池单体进行标准充电；b)按照7.2的方式对电池单体进行标准放电；c)重复步骤a）~b）不超过5次。如果电池单体连续两次（步骤b）的放电容量变化不高于额定容量的3%，则认为电池单体完成了预处理，预处理循环可以中止。8试验方法8.1外观检验电池单体外观检验按照下列步骤进行：a)在良好的光线条件下，用目测法检验电池单体外观；b)记录检验结果。8.2极性检验用电压表检测电池单体的极性。8.3外形尺寸和质量测量电池单体外形尺寸和质量测量按照下列步骤进行：a)用量具和衡器测量电池单体的外形尺寸及质量；b)计算尺寸及质量偏差。8.4密封性电池密封性检测按照如下步骤进行：a)电池在封口后，在不低于303kPa压力下的氦气中保压2h；b)在2h之内用氦质谱测试仪对电池进行检验，并根据结果计算电池的泄漏率。8.5电性能试验8.5.1室温放电性能按照如下步骤测试室温放电性能：a)试验对象按7.1的方法进行标准充电；b)室温下，以企业规定的且不小于1I3的电流放电，直到放电至企业规定的放电截止电压；6T/CIAPS0036—2024c)计量放电容量和放电能量；重复步骤a）~b）3次，当试验结果的极差小于额定容量的3%，可提前结束试验，取3次试验结果平均值。8.5.2室温倍率放电性能按照如下步骤测试室温倍率放电性能：a)试验对象按7.1的方法进行充电；b)室温下，试验对象以3I3电流放电，直到放电至企业规定的放电截止电压；c)计量放电容量和放电能量。8.6循环寿命试验8.6.1标准循环寿命按照如下步骤，在室温环境下进行标准循环寿命测试：a)按照7.3的方法进行预处理；b)按7.1的方法充电；c)按7.2的方法放电，记录放电容量为初始容量C0；d)搁置1h（或企业提供的不大于1h的搁置时间）；e)以0.5I1电流恒流充电至企业规定的充电限制电压后转恒压充电,当充电电流降至0.05I1（A）时停止充电；f)搁置1h（或企业提供的不大于1h的搁置时间）；g)以0.5I1电流恒流放电至企业规定的放电限制电压；h)搁置1h（或企业提供的不大于1h的搁置时间）；i)重复e）~h）100次；k)按7.2的方法放电，记录放电容量为Cn，n=100、200、300、…,n指循环周数；l)重复e）~k)10次或直至放电容量Cn为初始容量的80%或循环至1000次，停止试验；m)将C1000与初始容量的比值作为该测试结果。8.6.2快充循环寿命快充循环寿命的测试按照企业的规程或如下步骤进行：a）将电芯在室温下搁置3h，电池单体按照7.3的方法进行预处理；b）按照7.1的方法充电；c）按照7.2的方法放电，记录放电容量为初始容量；d）按照7.1的方法充电；e）将电芯在环境温度35℃±2℃下搁置3h，以下测试在35℃±2℃温度下进行；f）以0.05I1的电流恒流放电至10%SOC，记录放电结束时的电压V10%SOC；g）搁置1h（或企业提供的不大于1h的搁置时间）；h）按照7.2的方法放电；i）以企业提供的快充策略充电至电压为V80%SOC(当企业没有提供快充策略时，以1.5I1的电流恒流充电至80%SOC的电压为V80%SOC)；j）搁置1h（或企业提供的不大于1h的搁置时间）；k）以0.5I1电流恒流放电至V10%SOC后转恒压放电，当放电电流降至0.05I1时停止放电；l）搁置1h（或企业提供的不大于1h的搁置时间）；m）循环i）~l）步骤5次；n）以0.5I1电流恒流充电至企业规定的充电限制电压后转恒压充电,当充电电流降至0.05I1时停止充电；o）搁置1h（或企业提供的不大于1h的搁置时间）；7T/CIAPS0036—2024p）以0.5I1电流恒流放电至V10%SOC后转恒压放电，当放电电流降至0.05I1时停止放电；q）搁置1h（或企业提供的不大于1h的搁置时间）；r）循环n）~q）步骤5次；t）将电芯在室温下搁置3h，以下测试在室温下进行；u）按7.1的方法充电；v）按7.2的方法放电，记录放电容量为Cn，n=100、200、300、…,n指循环周数；w）重复i）~v)10次或直至放电容量Cn为初始容量的80%，停止试验；x）将C800与初始容量的比值作为该测试结果。8.7安全性试验8.7.1一般要求所有安全试验均在有充分安全保护的环境条件下进行。如果试验对象有附加主动保护线路或装置，应除去。8.7.2过放电按照如下步骤进行电池单体的过放电试验：a)试验对象按照7.1的方法进行充电；c)完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察1h。8.7.3过充电按照如下步骤进行电池单体的过充电试验：a)试验对象按照7.1的方法进行充电；b)以企业规定且不小于1I3的电流恒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；c)完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察1h。8.7.4外部短路按照GB38031中的方法进行电池单体的外部短路试验，步骤如下：a)试验对象按照7.1的方法进行充电；b)将试验对象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;c)完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察1h。8.7.5析锂按照如下步骤进行析锂安全试验：a)试验对象按照7.1的方法充电；b)将试验环境温度调整至-10℃,搁置5h；c)以1I1或企业规定的电流恒流充电至企业规定的充电限制电压后转恒压充电,当充电电流降至0.05I1时停止充电；d)搁置30min；e)以1I1或企业规定的电流恒流放电至企业规定的放电限制电压后转恒压放电,当放电电流降至0.05I1时停止放电；f)搁置30min；g)循环c)~f)，直至电芯放电容量为初始容量的80%时，停止测试。8T/CIAPS0036—20248.7.6加热按照GB38031中的方法进行电池单体的加热试验，步骤如下：a)试验对象按7.1的方法充电；b)将试验对象放入温度箱，温度箱按照5℃/min的速率由试验环境温度升至130℃±2℃,并保持此温度30min后停止加热；完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察1h。8.7.7挤压按照GB38031中的方法进行电池单体的挤压试验，步骤如下：a)试验对象按照7.1的方法充电；b)按下列条件进行试验：1）挤压方向：垂直于电池单体极板方向施压，或与电池单体在整车布局上最容易受到挤压的方向相同；2）挤压板形式：半径75mm的半圆柱体，半圆柱体的长度（L）大于被挤压电池单体的尺寸（见图1和图2所示）；3）挤压速度：不大于2mm/s；4）挤压程度：电压达到0V或变形量达到15%或挤压力达到100kN或1000倍试验对象重量后停止挤压；5）保持10min。c)完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察1h。图1挤压板形式-示意图图2挤压板形式-示意图8.7.8跌落按照如下步骤进行电池单体的温度循环试验：a)试验对象按照7.1的方法充电至50%SOC；b)试验对象以极柱的方向从1.2m的高度自由跌落至水泥地面；c)完成以上步骤后，在试验环境温度下观察1h。9T/CIAPS0036—20248.7.9温度循环按照GB38031中的方法进行电池单体的温度循环试验，步骤如下：a)试验对象按7.1的方法充电；b)放入温度箱中，温度箱温度按照表2和图3进行调节，循环次数5次；c)完成以上试验步骤后，在试验环境温度下观察1h。表2温度循环时间℃00000图3温度循环试验示意图8.7.10低气压按照如下步骤进行电池单体的温度循环试验：a)试验对象按照7.1的方法充电；b)将电池单体放置于室温的低气压箱中，调节试验箱中的气压至11.6kPa，温度为室温，静置6h；完成以上实验步骤后，在实验环境温度下观察1h。8.7.11热扩散模拟按照如下步骤进行热扩散模拟试验：a)试验对象按照7.1的方法充电；b)如图4所示，在触发电池周围分别布置6个相邻电池，并布置感温线及监控每个电池的电压；1)触发电芯与相邻电芯的间距为3mm或者企业提供的不大于3mm的间距；2)触发电芯与相邻电芯的固定装置由企业提供，如企业没有提供，采用图4-b）中的结构进行安装。c)通过以下任一种方式触发目标电芯热失控；1)加热触发：触发方法见附录A；2)针刺触发：触发方法见附录B。T/CIAPS0036—2024e)推荐的热失控触发判定条件：1)触发对象产生电压降，且下降值超过初始电压的25%；2)监测点温度达到企业规定的最高工作温度；3)监测点的温升速率dT/dt≥1℃/s，且持续3s以上。当1）和3）或者2）和3）发生时，判定发生热失控。如果采用推荐的方法作为热失控触发方法，且未发生热失控，需证明采用如上二种推荐方法均不会发生热失控。图4a)热扩散模拟电芯布置示意图；b)热扩散模拟测试固定装置示意图9检验规则9.1检验项目检验分类、检验项目、要求章条号和样品数量见表3。表3检验规则1●●2●●3●●4●●5●●6●●7—●8—●9—● ● ●—●T/CIAPS0036—2024 ●—●—● ●—●—●9.2出厂检验9.2.1出厂检验项目按照表3中的规定。9.2.2每一批产品出厂前都应进行出厂检验。9.2.3在出厂检验中，若有一项或一项以上不合格时，应将该产品退回生产部门返工普检。9.3型式检验9.3.1型式检验试验程序应按照表3规定的样品编号连续进行。9.3.2在型式检验中，若有一项不合格时，应判定为不合格。9.3.3型式检验发起的条件：新产品投产，厂址变更，停产超过一年后复产，结构、工艺或材料有重大改变合同约定等。9.4抽样检验抽样检验按照企业规定方案进行。10标志、包装、运输和储存10.1标志产品包装上应有下列标志：a)企业名称；b)产品标识；c)制造日期；d)商标；e)防短路标识；f)警示标识；g)重心、堆叠、向上、小心轻放标志。10.2包装包装应符合下列要求：a)产品有外包装，包装后放置在干燥、防潮、防振的包装箱内；包装标志应符合GB/T191的规b)包装箱上信息包括：产品名称、型号、数量、地址、邮编、执行标准、净重和毛重；c)包装箱内随机文件包括：装箱单、产品合格证、产品使用说明书、出厂检验报告。T/CIAPS0036—202410.3运输产品运输时应符合下列要求：a)