中电联标准-电力储能用锂离子电池循环寿命要求及快速检测试验方法.docx

ICS 29. 220. 01K 82T/CEC中 国 电力企业联合会标准T/CEC XXXXXXXXX电力储能用锂离子电池循环寿命要求及快速检测试验方法Cycle life requirements and quick test methods for lithium-ion battery of electricalenergy storage点击此处添加与国际标准一致性程度的标识（征求意见稿）XXXX - XX - XX 实施XXXX - XX - XX 发布中国电力企业联合会发布须有相应的“重心标识”；包装储运标识应符合GB/T 191的规定；包装标识图示应符合附录 B的规定；b）包装箱上应有下列信息：品名、型号、数量、制造商、地址、邮编；执行标准编号；每箱的净 重和毛重；c）包装箱内应装入下列随产品提供的文件：装箱单（指多只包装）（盖有合格章）；产品合格证； 产品使用说明书（可与用户协商是否放入包装箱内）。10.3运输电池产品运输时应符合下列要求：a）产品应包装成箱后再运输，运输过程中电池的荷电状态应为20%50%或符合制造商要求；b）运输过程中应防止剧烈振动、冲击、挤压，防止日晒雨淋，不得倒置；c）在装卸过程中，应轻搬轻放，严防摔掷、翻滚、重压。10.4储存电池产品储存时应符合下列要求：a）产品宜以40%50%荷电状态储存在环境温度为535、相对湿度不大于75%的清洁、干燥 及通风良好的室内；b）产品储存时不得倒置，并避免机械冲击和重压；c）产品储存时应不受阳光直射，应避免与腐蚀性介质接触，应远离火源及热源；d）从制造之日起，每贮存6个月宜按制造商要求补充电。附录A（资料性附录）电池试验数据记录表表A.1电池单体技术规格数据记录表项目符号单位数值额定充电小时率n额定放电小时率小时率额定充电功率Prcnw小时率额定放电功率Prdn 9w小时率额定充电能量ErenWh小时率额定放电能量Erdn fWh小时率额定充电容量CrenAh小时率额定放电容量Crdn'Ah电池单体标称电压V电池单体充电终止电压V电池单体放电终止电压V电池单体充电告警电压V电池单体放电告警电压V电池单体充电保护电压V电池单体放电保护电压V电池单体告警温度电池单体保护温度注：门、应从下列数值中选取：8、4、2、1、0.5. 0. 25O表A. 2电池单体循环性能试验数据记录表（能量型）循环次数项目单位电池1#电池2#1充电能量Wh放电能量Wh充电时间h放电时间h充电能量保持率%100100放电能量保持率%100100能量效率二放电能量（1次）/充电能量（1次）X100%50充电能量Wh放电能量Wh充电时间h放电时间h充电能量保持率二充电能量（50次）/充电能量（1次）X100%放电能量保持率二放电能量（50次）/放电能量（1次）X100%能量效率二放电能量（50次）/充电能量（50次）X100%1000充电能量Wh放电能量Wh充电时间h放电时间h充电能量保持率二充电能量（1000次）/充电能量（1次）X100%放电能量保持率二放电能量（1000次）/放电能量（1次）X100%能量效率二放电能量（1000次）/充电能量（1000次）X100%表A. 3电池单体循环性能试验数据记录表（功率型）循环次数项目单位电池3#电池4#的值1充电能量Wh放电能量Wh充电时间h放电时间h充电能量保持率%100100放电能量保持率%100100能量效率二放电能量（1次）/充电能量（1次）XI00%100充电能量Wh放电能量Wh充电时间h放电时间h充电能量保持率二充电能量（100次）/充电能量（1次）X100%放电能量保持率二放电能量（100次）/放电能量（1次）X100%能量效率二放电能量（100次）/充电能量（100次）X100%2000充电能量Wh放电能量Wh充电时间h放电时间h充电能量保持率二充电能量（2000次）/充电能量（1次）X100%放电能量保持率二放电能量（2000次）/放电能量（1次）X100%能量效率=放电能量（2000次）/充电能量（2000次）X100%表A. 4电池模块技术规格数据记录表项目符号单位数值额定充电小时率n额定放电小时率小时率额定充电功率PrcnkW小时率额定放电功率PrdnfkW小时率额定充电能量ErenkWh小时率额定放电能量Erdn'kWh小时率额定充电容量OrenAh小时率额定放电容量Crdn'Ah电池模块标称电压V电池单体充电终止电压V电池单体放电终止电压V电池模块充电终止电压V电池模块放电终止电压V电池单体充电告警电压V电池单体放电告警电压V电池单体充电保护电压V电池单体放电保护电压V电池模块充电告警电压V电池模块放电告警电压V电池模块充电保护电压V电池模块放电保护电压V电池单体告警温度电池单体保护温度注：小力应从下列数值中选取：8、4、2、1、0.5、0. 250表A. 5电池模块循环性能试验数据记录表（能量型）循环次数项目单位电池1#1充电能量kWh放电能量kWh充电时间h放电时间h充电能量保持率%100放电能量保持率%100能量效率二放电能量（1次）/充电能量（1次）X100%充电结束时电池单体电压极差mV放电结束时电池单体电压极差mV20充电能量kWh放电能量kWh充电时间h放电时间h充电能量保持率二充电能量（50次）/充电能量（1次）X100%放电能量保持率二放电能量（50次）/放电能量（1次）X100%能量效率二放电能量（50次）/充电能量（50次）X100%充电结束时电池单体电压极差mV放电结束时电池单体电压极差mV500充电能量kWh放电能量kWh充电时间h放电时间h充电能量保持率二充电能量（500次）/充电能量（1次）XI00%放电能量保持率二放电能量（500次）/放电能量（1次）X 100%能量效率二放电能量（500次）/充电能量（500次）X100%充电结束时电池单体电压极差mV放电结束时电池单体电压极差mV充电结束时电池单体电压极差平均值mV放电结束时电池单体电压极差平均值mV表A. 6电池模块循环性能试验数据记录表（功率型）循环次数项目单位电池2#值1充电能量kWh放电能量kWh充电时间h放电时间h充电能量保持率%100放电能量保持率%100能量效率二放电能量（1次）/充电能量（1次）X100%充电结束时电池单体电压极差mV放电结束时电池单体电压极差mV50充电能量kWh放电能量kWh充电时间h放电时间h充电能量保持率二充电能量（50次）/充电能量（1次）X100%放电能量保持率二放电能量（50次）/放电能量（1次）X100%能量效率二放电能量（50次）/充电能量（50次）X100%充电结束时电池单体电压极差mV放电结束时电池单体电压极差mV1000充电能量kWh放电能量kWh充电时间h放电时间h充电能量保持率二充电能量（1000次）/充电能量（1次）x 100%放电能量保持率二放电能量（1000次）/放电能量（1次）x 100%能量效率二放电能量（1000次）/充电能量（1000次）X 100%充电结束时电池单体电压极差mV放电结束时电池单体电压极差mV充电结束时电池单体电压极差平均值mV放电结束时电池单体电压极差平均值mV附录B（规范性附录）包装标识图示表B. 1电池产品包装标识图示序号标志名称标志图形含义备注1易碎物品运输包装件内装易碎品， 因此搬运时应小心轻放L -_12向上表明运输包装件的正确位 置是竖直向上 _13怕晒r 、表明运输包装件不能直接 照晒交'J4怕雨r/L Jif-1包装件怕雨淋5重心|_ J表明一个单元货物的重心6禁止翻滚二不能翻滚运输包装7堆码层数极 限区 L 相同包装的最大堆码层 数，表示层数极限目 次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14符号35分类和标识36循环寿命要求47试验条件48试验方法69检验规则710标志、包装、运输、储存7附录A （资料性附录）电池试验数据记录表9附 录B （规范性附录）包装标识图示17本标准按照GB/T L厂2009给出的规则起草。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这些专利的责任。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由全国电力储能标准化技术委员会(SAC/TC 550)归口。本标准起草单位：中国电力科学研究院、国网江西省电力公司电力科学研究院、宁德时代新能源科 技股份有限公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司、中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司、惠州 亿纬锂能股份有限公司、银隆新能源股份有限公司、广东电网有限责任公司电力科学研究院、国联汽车 动力电池研究院有限责任公司、天津力神电池股份有限公司、中航锂电(洛阳)有限公司、山东圣阳电源 股份有限公司。本标准主要起草人：官亦标、沈进冉、傅凯、郭翠静、周淑琴、胡娟、惠东、刘家亮、李勇琦、廖 云浩、陈翔、蔡惠群、钟国彬、张俊英、张瑞、张红波、戴伟杰、唐玲、范瑞祥、王文彬、邹友生、李 海军、汪奂伶、谈作伟、王志军。目 次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14符号35分类和标识36循环寿命要求47试验条件48试验方法69检验规则710标志、包装、运输、储存7附录A （资料性附录）电池试验数据记录表9附 录B （规范性附录）包装标识图示17本标准按照GB/T L厂2009给出的规则起草。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这些专利的责任。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由全国电力储能标准化技术委员会(SAC/TC 550)归口。本标准起草单位：中国电力科学研究院、国网江西省电力公司电力科学研究院、宁德时代新能源科 技股份有限公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司、中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司、惠州 亿纬锂能股份有限公司、银隆新能源股份有限公司、广东电网有限责任公司电力科学研究院、国联汽车 动力电池研究院有限责任公司、天津力神电池股份有限公司、中航锂电(洛阳)有限公司、山东圣阳电源 股份有限公司。本标准主要起草人：官亦标、沈进冉、傅凯、郭翠静、周淑琴、胡娟、惠东、刘家亮、李勇琦、廖 云浩、陈翔、蔡惠群、钟国彬、张俊英、张瑞、张红波、戴伟杰、唐玲、范瑞祥、王文彬、邹友生、李 海军、汪奂伶、谈作伟、王志军。电力储能用锂离子电池循环寿命要求及快速检测试验方法本标准规定了电力储能用锂离子电池的循环寿命要求和快速检测试验方法。本标准适用于电力储能用锂离子电池。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是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/T 191包装储运图示标志GB/T 2900. 41-2008电工术语 原电池和蓄电池3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。电池单体ce I I可实现化学能和电能相互转化的基本单元，由正极、负极、隔膜、电解质、壳体和端子等组成。电池模块 battery modu I e由电池单体以串联、并联或串并联方式连接，且只有一对正负极输出端子的电池组合体，一般还包 括外壳、管理与保护装置等使用所必需的部件。电池管理系统 battery management system (BMS)用于监测电池的电压、电流、温度等参数信息，并对电池的状态进行管理和控制的电子装置。标称电压 nominaI voltage用以标志或识别一种电池或一种电化学体系的适当的电压近似值C额定充电功率 rated charg i ng power电池可持续工作的充电功率，用几表示。额定放电功率 rated d i schargi ng power 电池可持续工作的放电功率，用公加表示。额定功率rated power电池可持续工作的功率，包括额定充电功率、额定放电功率。能量型电池 energy type battery根据高能量应用需求设计，以额定功率凡、先打（>1, ，>1）工作的电池。功率型电池 power type battery根据高功率应用需求设计，以额定功率用、Rm （W1,公1）工作的电池。3. 10标准放电 standard d i scharge在规定的试验条件和试验方法下，使电池的放电状态初始化的过程。4. 11额定充电能量 rated charging energy标准放电的电池在室温条件下以额定充电功率充电至充电终止电压时的充电能量，用反表示。5. 12额定放电能量 rated d i schargi ng energy标准充电的电池在室温条件下以额定放电功率放电至放电终止电压时的放电能量，用瓦切表示。3. 13额定充电容量 rated charging capacity标准放电的电池在室温条件下以额定充电功率充电至充电终止电压时的充电容量，用说”表示。4. 14额定放电容量 rated d i schargi ng capacity标准充电的电池在室温条件下以额定放电功率放电至放电终止电压时的放电容量，用心加表示。5. 15能量效率 energy efficiency在规定试验条件和试验方法下，电池的放电能量与充电能量的比值，用百分数表示。6. 16能量保持率 retent i on rate of energy在规定试验条件和试验方法下，电池的充电能量、放电能量分别与初始充电能量、初始放电能量的 比值，用百分数表示。下列符号适用于本文件：a) ：电池的额定充电小时率，其数值等于电池的额定充电能量/额定充电功率，并应从下列数值 中选取：8、4、2、1、0.5、0.25ob)力：电池的额定放电小时率，其数值等于电池的额定放电能量/额定放电功率，并应从下列数 值中选取：8、4、2、1、0.5、0. 25oc) Prcn：小时率额定充电功率，电池单体的单位为W,电池模块的单位为kW,电池簇的单位为 kW 或 MWod) Prdn，：)小时率额定放电功率，电池单体的单位为W,电池模块的单位为k肌 电池簇的单位为 kW 或 MWoe) Eren：小时率额定充电能量，电池单体的单位为Wh,电池模块的单位为kWh,电池簇的单位为 kWh 或 MWhof) £如：刀,小时率额定放电能量，电池单体的单位为Wh,电池模块的单位为kWh,电池簇的单位 为 kWh 或 MWhog) Cen：)小时率额定充电容量，单位为Ah。h) Gw'小时率额定放电容量，单位为Ah。5分类和标识5.1 分类本标准中，电力储能用锂离子电池循环寿命测试对象为电池单体、电池模块两个层级。5.2 标识5.2. 1产品标识应标示于产品的技术说明书中,并采用易识别、易读取的编码形式标示于产品外观。各层级产品的标识应符合下列规则:额定放电能量额定充电能量 额定放电功率 额定充电功率 标称电压电力储能用产品层级(Cell或Module) 锂离子电池示例1 ：Li-Cell-EES 3. 2V-80W-160W-320Wh-300Wh含义：锂离子电池单体，电力储能用，标称电压3. 2V,额定充电功率80W, 额定放电功率160出额定充电能量320怖，额定放电能量300帖。示例2：Li-Module-EES 48V-1. 5kW-3kW-6kWh-5. 8kWh含义：锂离子电池模块，电力储能用，标称电压48V,额定充电功率 1.5kW,额定放电功率3kW,额定充电能量6kWh,额定放电能量5.8kWh。6循环寿命要求1.1 电池单体循环寿命要求1.1.1 能量型电池单体循环寿命要求电池单体按8. 1. 1试验，应符合下列要求：a）循环次数达到1000次时，充电能量保持率应不小于90%； b）循环次数达到1000次时，放电能量保持率应不小于90%； c）循环次数达到2000次时，充电能量保持率应不小于80%； d）循环次数达到2000次时，放电能量保持率应不小于80%。1.1.2 功率型电池单体循环寿命要求电池单体按8. 1.2试验，应符合下列要求：a）循环次数达到2000次时，充电能量保持率应不小于80%； b）循环次数达到2000次时，放电能量保持率应不小于80%； c）循环次数达到4000次时，充电能量保持率应不小于60%； d）循环次数达到4000次时，放电能量保持率应不小于60%。1.2 电池模块循环寿命要求6. 2.1能量型电池模块循环寿命要求电池模块按8.2. 1试验，应符合下列要求：a）循环次数达到500次时，充电能量保持率应不小于90%； b）循环次数达到500次时，放电能量保持率应不小于90%； c）循环次数达到1000次时，充电能量保持率应不小于80%； d）循环次数达到1000次时，放电能量保持率应不小于80%。7. 2.2功率型电池模块循环寿命要求电池模块按试验，应符合下列要求:a）循环次数达到1000次时, b）循环次数达到1000次时, c）循环次数达到2000次时, d）循环次数达到2000次时,充电能量保持率应不小于80%； 放电能量保持率应不小于80%； 充电能量保持率应不小于60%； 放电能量保持率应不小于60%o7试验条件7.1 试验准备7.1.1 除另有规定外，试验应在温度为（25±2） 、相对湿度为15%90%、大气压力为86kPa-106kPa 的环境中进行。7.1.2 试验样品交付时应包含必要的操作文件以及和试验装置连接所需的连接件、插头等接口部件。7.1.3 电池模块在进行循环寿命试验项目时，应符合下列条件:a）电池模块的高压、低压及热管理装置需与试验平台装置相连，开启电池模块的被动保护功能;b）根据制造商和试验规程的要求，试验平台检测和控制电池模块的工作状态和工作参数，并保证 主动保护开启，必要时可以通过断开电池模块的主接触器来实现；c）电池模块的热管理装置根据制造商的要求工作；d）试验过程中，电池模块和试验平台之间没有信息交换，电池模块的参数限值由试验平台直接控 制；e）试验平台检测电池模块的电压、电流等参数，并将这些数据作为检测结果和计算依据。7.2 试验装置试验装置应符合下列要求:a）充放电装置：电压、电流、功率的测量准确度±0.5%,控制精度±1%；b）环境模拟装置：温度测量准确度±1,温度控制精度±1,湿度测量准确度±1%,湿度控制c）电池管理系统 d）时间测量装置 e）尺寸测量装置 f）质量测量装置精度±3%；电压、电流测量准确度±0.5%,温度测量准确度±1；测量准确度±1%;测量准确度±1如测量准确度±1%。7.3 试验数据记录试验数据的记录应符合下列要求：a）试验开始前，应参见附录A的电池技术规格数据记录表记录试验样品信息；b）试验过程中，除另有规定外，试验装置设定的数据采样周期应不大于预估的每个试验步骤的充 电或放电时间的1%;c）试验结束时，应参见附录A的电池试验数据记录表记录试验的过程数据和结果数据。7.4 电压限值设定试验过程中电池的电压限值设定应符合下列要求：除另有规定外，各电池层级的充电终止电压、放电终止电压、充电告警电压、放电告警电压及充电 保护电压、放电保护电压由制造商规定，试验过程中各电池层级设定的电压限值应保持数值唯一，且应 与实际使用时的设定值保持一致。8. 5标准放电电池的标准放电应符合下列要求：a）电池单体的标准放电按照下列步骤进行：1）在（25±2） 下搁置5h；2）以Br恒功率充电至电池单体的充电终止电压，静置30min；3）以此加恒功率放电至电池单体的放电终止电压，静置30minob）电池模块的标准放电按照下列步骤进行：1）在（25±2） C下搁置5h；2）以片.恒功率充电至任一单体或模块的充电终止电压，静置30min；3）以A加恒功率放电至任一单体或模块的放电终止电压，静置30mino8试验方法8.1 电池单体循环寿命试验8.1.1 能量型电池单体循环寿命试验在（25±2） 下，能量型电池单体循环性能试验按照下列步骤进行：a）电池单体按7. 5规定的方法放电；b）电池单体以xRc”恒功率充电至电池单体的充电终止电压，静置30min；c）电池单体以'x月如恒功率放电至电池单体的放电终止电压，静置30min；d）按照b） -c）连续循环2000次；e）参见表A. 2记录首次及每循环50次时步骤b）、c）的充电能量、放电能量、充电时间、放电时 间；计算每50次循环结束时的充电能量、放电能量相对于首次循环结束时的充电能量、放电 能量的能量保持率及对应的能量效率；根据试验数据作充电能量保持率、放电能量保持率及能 量效率随循环次数变化的曲线图；循环1000次时出具循环性能试验中期测试报告。8.1.2 功率型电池单体循环寿命试验在（25±2） 下，功率型电池单体循环性能试验按照下列步骤进行（数值岫制造商规定，妫整 数，且4）：a）电池单体按7. 5规定的方法放电；b）电池单体以肠x外恒功率充电至电池单体的充电终止电压，静置30min；c）电池单体以物'x必加恒功率放电至电池单体的放电终止电压，静置30min；d）按照b）c）连续循环4000次；e）参见表A. 3记录首次及每循环100次时步骤b）、c）的充电能量、放电能量、充电时间、放电 时间；计算每100次循环结束时的充电能量、放电能量相对于首次循环结束时的充电能量、放 电能量的能量保持率及对应的能量效率；根据试验数据作充电能量保持率、放电能量保持率及 能量效率随循环次数变化的曲线图；循环2000次时出具循环性能试验中期测试报告。8.2 电池模块循环寿命试验9. 2.1能量型电池模块循环寿命试验在（25±2） 下，能量型电池模块循环性能试验按照下列步骤进行：a）电池模块按7. 5规定的方法放电；b）电池模块以x%恒功率充电至任一单体或模块的充电终止电压，静置30min；c）电池模块以/xE加恒功率放电至任一单体或模块的放电终止电压，静置30min；d）按照b）c）连续循环1000次；e）参见表A. 5记录首次及每循环20次时步骤b）、c）的充电能量、放电能量、充电时间、放电时 间、充电结束时和放电结束时电池单体的电压极差；计算每20次循环结束时的充电能量、放 电能量相对于首次循环结束时的充电能量、放电能量的能量保持率及对应的能量效率；计算循 环试验结束时电池单体电压极差的平均值；根据试验数据作充电能量保持率、放电能量保持率 及能量效率随循环次数变化的曲线图。10. .2功率型电池模块循环寿命试验在（25±2） 下，功率型电池模块循环性能试验按照下列步骤进行（数值材由制造商规定，,伪整 数，且4）：a）电池模块按7. 5规定的方法放电；b）电池模块以外恒功率充电至任一单体或模块的充电终止电压，静置lh；c）电池模块以肠恒功率放电至任一单体或模块的放电终止电压，静置lh；d）按照b）c）连续循环2000次；e）参见表A. 6记录首次及每循环50次时步骤b）、c）的充电能量、放电能量、充电时间、放电时 间、充电结束时和放电结束时电池单体的电压极差；计算每50次循环结束时的充电能量、放 电能量相对于首次循环结束时的充电能量、放电能量的能量保持率及对应的能量效率；计算循 环试验结束时电池单体电压极差的平均值；根据试验数据作充电能量保持率、放电能量保持率 及能量效率随循环次数变化的曲线图。9检验规则循环寿命检验项目要求及样品数量应符合表1的规定。表1循环寿命试验要求及样品数量序号试验样品试验项目要求（章条号）试验方法（章条号）样品编号11电池单体能量型电池单体循环寿命试验6. 1. 18. 1. 11#、2#12功率型电池单体循环寿命试验6. 1.28. 1.23#、4#1电池模块能量型电池模块循环寿命试验6.2. 18. 2. 11#2功率型电池模块循环寿命试验6. 2.28. 2.22#注：共需抽样电池单体6只，其中2只为备份；电池模块4个，其中2个为备份。试验样品生产日期应为3个月以内。10标志、包装、运输、储存10. 1 标志电池产品上应有下列标志：a）制造商名称；b）产品型号、规格；c）制造日期；d）商标；e）极性符号；f）警示标识；g）高压电、防触电标识；h）怕雨、怕晒、重心、堆叠、向上、小心轻放标志。10.2包装电池产品包装应符合下列要求：a）产品应有外包装，包装好的产品应放置在干燥、防尘、防潮、防振的包装箱内；外包装箱上应 有如下标识：“小心轻放”、“向上”、“怕雨”、“怕晒”、“重心”、“堆码层数极限”“禁止翻滚”以及“第九类危险品标识”；对于重量超过50kg以上的产品，其包装外箱上必