电动汽车用锂离子固态动力蓄电池性能试验方法及技术要求

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1、电动汽车用锂离子固态动力蓄电池性能试验方法及技术要1 范围本标准规定了电动汽车用锂离子固态动力蓄电池（以下简称蓄电池）的性能要求、试验 方法和检验规则。本标准适用于装载在电动汽车上的锂离子固态动力单体蓄电池。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 2900.41-2008 电工术语原电池和蓄电池GB/T 19596-2017 电动汽车术语（ISO 8713:2002,NEQ）GB/T 31484-2015电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法G

2、B/T 31485-2015电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法GB/T 31486-2015电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法3 术语和定义GB/T 19596-2017、GB/T 31484-2015、GB/T 31485-2015、GB/T 31486-2015中界定的 以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB/T 19596-2017、 GB/T 31484-2015、GB/T 31485-2015、GB/T 31486-2015中的某些术语和定义。3.1 单体蓄电池 secondary cell 将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置，通常包括电极、

3、隔膜、电解质、外壳和端子，并被设计成可充电。3.2 混合固液电解质锂蓄电池 mixed solid liquid electrolyte rechargeable lithium battery电池中同时含有液体和固体电解质的锂蓄电池。3.3 全固态锂蓄电池 all solid state rechargeable lithium battery单体蓄电池中只含有固态电解质，不含有任何液体电解质、液态溶剂、液态添加剂的锂 蓄电池。3.4 额定容量 rated capacity室温下完全充电的蓄电池以1 I1 （A）电流放电，达到企业技术条件中规定的放电终止条 件时所放出的容量（Ah）。3.5

4、初始容量 initial capacity新出厂的动力蓄电池，在室温下完全充电后，以1 I1 （A）电流放电至企业技术条件中规 定的放电终止条件时所放出的容量（Ah）。3.6 容量恢复能力 capacity recovery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。3.7 爆炸 explosion蓄电池外壳猛烈破裂，伴随剧烈响声，且有主要成分（固体物质）抛射出来。3.8 起火 fire蓄电池任何部位发生持续燃烧（持续时间长于Is）。火花及拉弧不属于燃烧。3.9 漏液 leakage蓄电池内部液体泄漏到电池壳体外部。4 符号和缩略语下列符号和缩略语适用

5、于本文件。RT：室温（252）C。q : 1小时率额定容量（Ah）。I： 1小时率放电电流（A）,其数值等于q （A）。5 技术要求5.1 外观单体蓄电池按 6.2.1 试验时，外观不得有变形及裂纹，表面无毛刺、干燥、无外伤、无 污物，且宜有清晰、正确的标志。5.2 极性单体蓄电池按6.2.2试验时，端子极性标识应正确、清晰。5.3 外形尺寸及质量单体蓄电池按6.2.3 试验时，蓄电池外形尺寸、质量应符合企业提供的产品技术条件。5.4 室温放电容量（初始容量）单体蓄电池按 6.2.5 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%，同时所有测试对象初始容量极差不大于初始容量

6、平均值的5%。注：极差是所有样本的最大值和最小值之差。5.5 室温倍率放电容量（按照厂家提供电池类型分别进行试验）单体蓄电池按6.2.6 试验时，其放电容量应不低于初始容量的85（能量型单体蓄电 池）/75（功率型单体蓄电池）。注：电池类型按照企业设计目的确定，企业设计目的为高能量应用的，则为能量型电池，企业设计目 的为高功率应用的，则为功率型蓄电池。5.6 室温倍率充电性能单体蓄电池按6.2.7试验时，其放电容量应不低于初始容量的80。5.7 低温放电容量单体蓄电池按6.2.8试验时，其放电容量应不低于初始容量的70。5.8 高温放电容量单体蓄电池按6.2.9试验时，其放电容量应不低于初始容

7、量的90。5.9 荷电保持与容量恢复能力 单体蓄电池按6.2.10试验时，其室温及高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90。5.10 耐振动性 单体蓄电池按6.2.11试验时，不允许出现放电电流锐变、电压异常、蓄电池壳变形、电 解液溢出等现象，并保持连接可靠、结构完好。5.11 储存 单体蓄电池按6.2.12试验时，其容量恢复应不低于初始容量的90。5.12 标准循环寿命 单体蓄电池按照6.2.13试验时，循环次数达到500次时放电容量应不低于初始容量的90% 或者循环次数达到1000次时放电容量应不低于初始容量的80%。5.13 安全性5.13.1 单体蓄电池

8、按6.2.14 进行过放电试验时，应不爆炸、不起火、不漏液。5.13.2 单体蓄电池按 6.2.15 进行过充电试验时，应不爆炸、不起火。5.13.3 单体蓄电池按6.2.16 进行短路试验时，应不爆炸、不起火。5.13.4 单体蓄电池按6.2.17 进行跌落试验时，应不爆炸、不起火、不漏液。5.13.5 单体蓄电池按 6.2.18 进行加热试验时，应不爆炸、不起火。5.13.6 单体蓄电池按 6.2.19 进行挤压试验时，应不爆炸、不起火。5.13.7 单体蓄电池按6.2.20 进行针刺试验时，应不爆炸、不起火。5.13.8 单体蓄电池按6.2.21 进行海水浸泡试验时，应不爆炸、不起火。5

9、.13.9 单体蓄电池按6.2.22 进行温度循环试验时，应不爆炸、不起火、不漏液。5.13.10 单体蓄电池按6.2.23 进行重物冲击试验时，应不爆炸、不起火、不漏液。5.13.11 单体蓄电池按6.2.24 进行高海拔试验时，应不爆炸、不起火、不漏液。6 试验方法6.1 试验条件6.1.1 环境条件除另有规定外，试验应在温度为25Co5C。，相对湿度为25%90%，大气压力86kPa 106kPa的环境中进行。6.1.2 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）电压测量装置：不低于0.5级；b）电流测量装置：不低于0.5级；c）温度测量装置：0.5 C；d）时间测量装

10、置:0.1% ；e）尺寸测量装置:0.1% ；f）质量测量装置：0.1%。6.2 单体蓄电池试验6.2.1 外观 在良好的光线条件下，用目测法检查单体蓄电池的外观。6.2.2 极性用电压表检测单体蓄电池极性。6.2.3 外形尺寸和质量用量具和衡器测量单体蓄电池的外形尺寸及质量。6.2.4 单体蓄电池充电室温下，单体蓄电池先以1I/A）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，搁置 1h （或企业提供的不大于lh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1I/A）电流恒流充电至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0.05I/A）时停

11、止充电，充电后搁置lh （或企业提供的 不高于lh的搁置时间）。6.2.5 室温放电容量室温放电容量试验按照如下步骤测试室温放电容量：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）室温下，蓄电池以1I/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）计量放电容量（以Ah计），计算放电比能量（以Wh/kg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。6.2.6 室温倍率放电性能室温倍率放电性能试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）室温下，单体蓄电池以2I1（A）（能量型单体蓄电池）

12、/5I1（A）（功率型单体蓄电池）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）计量放电容量（以Ah计）；d）单体蓄电池按6.2.4方法充电；e）室温下，锂硫电池单体以1I/A ）电流放电30min后以企业规定的最大放电电流放电 10s，然后再静置30min,再以企业规定的最大充电电流充电10s；f）采用10s充放电的放电能量除以10s充放电时间的方法，计算10s充放电的平均比功率 （以 W/kg 计）。6.2.7 室温倍率充电性能室温倍率充电性能试验按照如下步骤进行：a）室温下，单体蓄电池以1I/A）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，静 置1h ；b）室温下，单体蓄电

13、池以2I1（A）电流充电，直到充电至企业技术条件中规定的充电终止 电压，静置1h；c）室温下，单体蓄电池以1I/A）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压；d）计量放电容量（以Ah计）。6.2.8 低温放电容量低温放电容量试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）单体蓄电池在0U2C。下搁置24h ；c）单体蓄电池在0C2C。下，以1I/A）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压 （该电压值不低于室温放电终止电压的80%）；d）计量放电容量（以Ah计）。6.2.9 高温放电容量高温放电容量试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）单体蓄电池在70

14、C2C。下搁置5h ；c）单体蓄电池在70C2C下，以1I/A ）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止 电压；d）计量放电容量（以Ah计）。6.2.10 荷电保持及容量恢复能力6.2.10.1 室温荷电保持与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）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）单体蓄电池在室温下储存28天；c）室温下，单体蓄电池以1I/A）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压；d）计量荷电保持容量（以Ah计）；e）单体蓄电池再按6.2.4方法充电；f）室温下，单体蓄电池以1I/A）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压；g）计量恢复容量（以Ah计）。6

15、.2.10.2 高温荷电保持与容量恢复能力高温荷电保持与容量恢复能力试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）单体蓄电池在55C2C下储存7天；c）单体蓄电池在室温下搁置5h后，以1I/A）电流放电至企业技术条件中规定的放电终 止电压；d）计量荷电保持容量（以Ah计）；e）单体蓄电池再按6.3.4方法充电；f）室温下，单体蓄电池以1I/A）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压；g）计量恢复容量（以Ah计）。6.2.11 耐振动耐振动试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2. 4方法充电；b将单体蓄电池紧固到振动试验台上，按下述条件进行线性扫频振动试验：放电电流：1

16、/3I/A）； 振动方向：上下单振动；振动频率：10Hz 55Hz ；最大加速度： 30m/s2；扫频循环： 10次；振动时间： 3h。c） 振动试验过程中，观察有无异常现象出现。6.2.12 储存储存试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）室温下，单体蓄电池以1I/A）电流放电30min ；c）单体蓄电池在45C2C。下储存28天；d）单体蓄电池室温下搁置5h；e）单体蓄电池按6.2. 4方法充电；f）单体蓄电池室温下，以1I/A）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压；g）计量放电容量（以Ah计）。6.2.13 标准循环寿命 标准循环寿命试验按照如下步骤进行：a）

17、以1-（A）放电至企业技术条件中规定的放电终止条件；b）搁置不低于30分钟或企业技术条件中规定的搁置条件；c）按照 6.2.4 方法充电；d）搁置不低于30分钟或企业技术条件中规定的搁置条件；e）以1-（A ）放电至企业技术条件中规定的放电终止条件，记录放电容量；f）按照b）e）连续循环500次，若放电容量高于初始容量的90%，则终止试验；若 放电容量低于初始容量的90%，则继续循环500次；g）计量放电容量（以Ah计）。6.2.14 过放电过放电试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）单体蓄电池以1I/A）电流放电90min ；c）观察1h。6.2.15 过充电过充电试

18、验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）以1I/A）电流恒流充电至电压达到企业技术条件中规定的充电终止电压的1.5倍或 充电时间达1h后停止充电；c）观察1h。6.2.16 短路 短路试验按照如下步骤进行： a） 单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）将单体蓄电池正、负极经外部短路lOmin,外部线路电阻应小于5mQ；c）观察lh。6.2.17 跌落 跌落试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）单体蓄电池端子向下从2.0m高度处自由跌落到水泥地面上；c）观察1ho6.2.18 加热 加热试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）将单体

19、蓄电池放入温度箱，温度箱按照5Co/min的速率由室温升至150C2C。，并保 持此温度30min后停止加热；c）观察1ho6.2.19 挤压 挤压试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）按下列条件进行试验：挤压方向：垂直于蓄电池极板方向施压（参考图1所示）；挤压板形式:半径75mm的半圆柱体，半圆柱体的长度（L）大于被挤压电池的尺寸； 挤压速度： （51）mm/s挤压程度：电压达到0V或变形量达到30%或挤压力达到200k N或壳体破裂后停止挤压；6.2.20 针刺针刺试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）用甲5mm8mm的耐高温钢针（针尖的圆锥

20、角度为4560,针的表面光洁、无锈蚀、 氧化层及油污）、以（255） mm/s的速度，从垂直于蓄电池极板的方向贯穿，贯穿位置宜靠 近所刺面的几何中心，钢针停留在蓄电池中；c）观察1ho6.2.21 海水浸泡海水浸泡试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）将单体蓄电池浸入3.5%NaCl溶液（重量百分比，模拟常温下的海水成分）中2h ；c）水深应完全没过单体蓄电池。6.2.22 温度循环温度循环试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）单体蓄电池放入温度箱中，温度箱温度按照表1和图2进行调节，循环次数5次；c）观察1ho-20 /-40*IIIII010

21、0200300400500时间 （min）P度温表1 温度循环试验一个循环的温度和时间温度时间增量累计时间温度变化率CminminC/min25000-40606013/12-40901500256021013/1285903002/385110410025704806/7图2 温度循环试验示意图6.2.23 重物冲击 重物冲击试验按照如下步骤进行：a）单体蓄电池按6.2. 4方法充电；b）单体蓄电池置于平台表面，将直径为15.8mm0.2mm的金属棒横置在电池几何中心上 表面，采用质量为9.1kg0.1kg的重物从610mm25mm的高处自由落体状态撞击放有 金属棒的电池表面；c）观察1 h

22、o6.2.24 高海拔高海拔试验按照如下步骤进行：a） 单体蓄电池按6.2.4方法充电；b）单体蓄电池在室温下稳定后放入低气压箱，调节试验箱中气压为11.6kPa,温度为室 温，静置6h ；c）观察lh。6.3 试验程序6.3.1 按本程序进行的试验应连续进行。6.3.2 单体蓄电池试验程序见表2。表2 试验程序序号检验项目检验方法章条号单体蓄电池编号1外观6.2.11# 38#2极性6.2.23外形尺寸及质量6.2.34室温放电容量6.2.55室温倍率放电容量6.2.61#、2#6室温倍率充电性能6.2.73#、4#7低温放电容量6.2.85#、 6#、8高温放电容量6.2.97#、8#9荷

23、电保持与容量恢复能力6.2.109#、 10#10耐振动6.2.1111#、 12#11储存6.2.1213#、 14#12标准循环寿命6.2.1315#、 16#13过放电6.2.1417#、 18#14过充电6.2.1519#、 20#15短路6.2.1621#、 22#16跌落6.2.1723#、 24#17加热6.2.1825#、 26#18挤压6.2.1927#、 28#19针刺6.2.2029#、 30#20海水浸泡6.2.2131#、 32#21温度循环6.2.2233#、 34#22重物冲击6.2.2335#、 36#23高海拔6.2.2437#、 38#7 检验规则7.1 检

24、验分类、检验项目、要求和样品数量检验分类、检验项目、要求和样品数量见表3。表3 检验规则序号检验分类检验项目要求章条号样品数量1外观5.1100%2出厂检验极性5.2100%3外形尺寸及质量5.3100%4室温放电容量5.4100%5室温倍率放电容量5.56室温倍率充电性能5.67低温放电容量5.78高温放电容量5.89荷电保持与容量恢复能力5.910耐振动5.1011储存5.1112标准循环寿命5.1213过放电5.13.1每项2只，共38 只单体蓄电池14型式检验过充电5.13.215短路5.13.316跌落5.13.417加热5.13.518挤压5.13.619针刺5.13.720海水浸

25、泡5.13.821温度循环5.13.922重物冲击5.13.1023高海拔5.13.11注：共需抽样42只单体蓄电池，其中4只为备份单体蓄电池。建议测试对象为3个月以内的新鲜样品。7.2 出厂检验7.2.1 每一批产品出厂前都应进行出厂检验，对出厂检验的室温放电容量检验项目，所有 蓄电池样品的1IJA ）放电容量差应不大于土 5%。7.2.2 在出厂检验中，若有一项不合格时，应将该批产品退回生产部门返工普检，然后再 次提交验收。若再次检验仍有不合格，则判定该批产品为不合格。7.3 型式检验7.3.1 有下列情况之一应进行型式检验： 新产品投产和老产品转产； 转厂；停产超过一年后复产； 结构、工艺或材料有重大改变。7.3.2 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。