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GB/T 36276-2018

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基本信息
标准编号 GB/T 36276-2018 (GB/T36276-2018)
中文名称 电力储能用锂离子电池
英文名称 Lithium ion battery for electrical energy storage
行业 国家标准 (推荐)
中标分类 F19
国际标准分类 27.180
字数估计 54,541
发布日期 2018-06-07
实施日期 2019-01-01
起草单位 中国电力科学研究院有限公司、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
归口单位 全国电力储能标准化技术委员会(SAC/TC 550)
提出机构 中国电力企业联合会
发布机构 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会

GB/T 36276-2018
Lithium ion battery for electrical energy storage
ICS 27.180
F19
中华人民共和国国家标准
电力储能用锂离子电池
2018-06-07发布
2019-01-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
中国国家标准化管理委员会 发 布
目次
前言 Ⅰ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语、定义和符号 1
4 规格 4
5 技术要求 5
6 检验规则 12
7 标志、包装、运输和储存 15
附录A(规范性附录) 试验方法 17
附录B(资料性附录) 试验数据记录表 35
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009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/TC550)归口。
本标准起草单位:中国电力科学研究院有限公司、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、惠东、刘家亮、黄世霖、江文锋、胡娟、李勇琦、廖云浩、陈翔、蔡惠群、
钟国彬、卢世刚、张娜、张瑞、隋延波、刘超群、张红波、戴伟杰、唐玲、邹友生、张俊英、袁中直、李海军、
陈满、汪奂伶、魏增福、谈作伟、王志军。
电力储能用锂离子电池
1 范围
本标准规定了电力储能用锂离子电池的规格、技术要求、试验方法和检验规则等内容。
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 2828.1 计数抽样检验程序 第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划
3 术语、定义和符号
3.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
电池单体 cel
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。
3.1.2
电池模块 batterymodule
由电池单体采用串联、并联或串并联连接方式,且只有一对正负极输出端子的电池组合体,还宜包
括外壳、管理与保护装置等部件。
3.1.3
电池簇 batterycluster
由电池模块采用串联、并联或串并联连接方式,且与储能变流器及附属设施连接后实现独立运行的
电池组合体,还宜包括电池管理系统、监测和保护电路、电气和通讯接口等部件。
3.1.4
电池管理系统 batterymanagementsystem
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装置。
3.1.5
标称电压 nominalvoltage
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。
3.1.6
额定充电功率 ratedchargingpower
在规定试验条件和试验方法下,电池可持续工作一定时间的充电功率。
3.1.7
额定放电功率 rateddischargingpower
在规定试验条件和试验方法下,电池可持续工作一定时间的放电功率。
3.1.8
额定功率 ratedpower
在规定试验条件和试验方法下,电池可持续工作一定时间的功率,包括额定充电功率、额定放电
功率。
3.1.9
能量型电池 energytypebattery
根据高能量应用需求设计,以大于1小时率额定功率工作的电池。
3.1.10
功率型电池 powertypebattery
根据高功率应用需求设计,以小于或等于1小时率额定功率工作的电池。
3.1.11
初始化充电 initialcharge
在规定试验条件和试验方法下,使电池的充电状态初始化的过程。
3.1.12
初始化放电 initialdischarge
在规定试验条件和试验方法下,使电池的放电状态初始化的过程。
3.1.13
额定充电能量 ratedchargingenergy
在规定试验条件和试验方法下,初始化放电的电池以额定充电功率充电至充电终止电压时的充电
能量。
3.1.14
额定放电能量 rateddischargingenergy
在规定试验条件和试验方法下,初始化充电的电池以额定放电功率放电至放电终止电压时的放电
能量。
3.1.15
额定充电容量 ratedchargingcapacity
在规定试验条件和试验方法下,初始化放电的电池以额定充电功率充电至充电终止电压时的充电
容量。
3.1.16
额定放电容量 rateddischargingcapacity
在规定试验条件和试验方法下,初始化充电的电池以额定放电功率放电至放电终止电压时的放电
容量。
3.1.17
初始充电能量 initialchargingenergy
电池在规定试验条件和试验方法下测得的充电能量。
3.1.18
初始放电能量 initialdischargingenergy
电池在规定试验条件和试验方法下测得的放电能量。
3.1.19
初始充电容量 initialchargingcapacity
电池在规定试验条件和试验方法下测得的充电容量。
3.1.20
初始放电容量 initialdischargingcapacity
电池在规定试验条件和试验方法下测得的放电容量。
3.1.21
能量效率 energyefficiency
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。
3.1.22
倍率充放电 ratecharging/discharging
在规定试验条件和试验方法下,以额定功率的倍数对电池进行充放电的方式。
3.1.23
能量保持率 retentionrateofenergy
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。
3.1.24
能量恢复率 recoveryrateofenergy
电池储存后,在规定试验条件和试验方法下测得的充电能量、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。
3.1.25
质量能量密度 gravimetricenergydensity
在规定试验条件和试验方法下,电池的初始充电能量、初始放电能量分别与电池质量的比值。
3.1.26
体积能量密度 volumetricenergydensity
在规定试验条件和试验方法下,电池的初始充电能量、初始放电能量分别与电池体积的比值。
3.1.27
壳体 case
将电池单体内部部件封装并防止与外部直接接触的保护部件,是电池单体的容器。
3.1.28
起火 fire
电池任何部位发生持续时间大于1s的燃烧,火花及拉弧不属于燃烧。
3.1.29
爆炸 explosion
电池壳体破裂,伴随剧烈响声,且有固体物质等主要成分抛射。
3.1.30
漏液 leakage
电池内部液体泄漏到电池壳体外部。
3.1.31
热失控 thermalrunaway
电池单体内部放热反应引起不可控温升的现象。
3.1.32
热失控扩散 thermalrunawaydiffusion
电池模块内的电池单体发生热失控后触发与其相邻或其他部位的电池单体发生热失控的现象。
3.1.33
绝热温升 adiabatictemperaturerise
电池单体处于绝热环境中,由其内部产生或从外部吸收的热量使电池单体温度升高的现象。
3.2 符号
下列符号适用于本文件。
n: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、0.25。
n':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、0.25。
Cicn:n 小时率初始充电容量,单位为A·h。
Cidn':n'小时率初始放电容量,单位为A·h。
Crcn:n小时率额定充电容量,单位为A·h。
Crdn':n'小时率额定放电容量,单位为A·h。
Eicn:n小时率初始充电能量,电池单体的单位为 W·h,电池模块的单位为kW·h,电池簇的单位
为kW·h或 MW·h。
Eidn':n'小时率初始放电能量,电池单体的单位为W·h,电池模块的单位为kW·h,电池簇的单位
为kW·h或 MW·h。
Ercn:n小时率额定充电能量,电池单体的单位为 W·h,电池模块的单位为kW·h,电池簇的单位
为kW·h或 MW·h。
Erdn':n'小时率额定放电能量,电池单体的单位为 W·h,电池模块的单位为kW·h,电池簇的单
位为kW·h或 MW·h。
Prcn:n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 MW。
Prdn':n'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kW,电池簇的单位为kW
或 MW。
wgc:基于初始充电能量的质量能量密度,单位为 W·h/kg。
wgd:基于初始放电能量的质量能量密度,单位为 W·h/kg。
wvc:基于初始充电能量的体积能量密度,单位为 W·h/L。
wvd:基于初始放电能量的体积能量密度,单位为 W·h/L。
4 规格
电力储能用锂离子电池的规格信息应采用易识别易读取的编码或文本形式标示于产品外观或铭
牌,规格的标识应符合下列规则:
示例1:
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160W,额定充电能量320W·h,
额定放电能量300W·h,标识为:Li-Cel-EES3.2V-80W-160W-320W·h-300W·h。
示例2:
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6kW·h,
额定放电能量5.8kW·h,标识为:Li-Module-EES48V-1.5kW-3kW-6kW·h-5.8kW·h。
示例3:
锂离子电池簇,电力储能用,标称电压650V,额定充电功率250kW,额定放电功率500kW,额定充电能量
1MW·h,额定放电能量950kW·h,标识为:Li-Cluster-EES650V-250kW-500kW-1MW·h-950kW·h。
5 技术要求
5.1 一般要求
5.1.1 外观
5.1.1.1 电池单体
外观应无变形及裂纹,表面应干燥、平整无毛刺、无外伤、无污物,且标识清晰、正确。
5.1.1.2 电池模块
外观应无变形及裂纹,表面应干燥、无外伤、无污物,排列整齐、连接可靠,且标识清晰、正确。
5.1.1.3 电池簇
设备、零部件及辅助设施外观应无变形及裂纹,表面应干燥、无外伤、无污物,排列整齐、连接可靠,
且标识清晰、正确。
5.1.2 极性
5.1.2.1 电池单体
端子极性标识应正确、清晰。
5.1.2.2 电池模块
端子极性标识应正确、清晰。
5.1.3 外形尺寸及质量
5.1.3.1 电池单体
外形尺寸、质量应与电池单体技术规格数据一致。
5.1.3.2 电池模块
外形尺寸、质量应与电池模块技术规格数据一致。
5.2 电池单体性能
5.2.1 基本性能
5.2.1.1 初始充放电能量
电池单体初始充放电能量应符合下列要求:
a) 初始充电能量不小于额定充电能量;
b) 初始放电能量不小于额定放电能量;
c) 能量效率不小于90%;
d) 试验样品的初始充电能量的极差平均值不大于初始充电能量平均值的6%;
e) 试验样品的初始放电能量的极差平均值不大于初始放电能量平均值的6%。
5.2.1.2 倍率充放电性能
电池单体倍率充放电性能应符合下列要求:
a) 能量型电池单体倍率充放电性能
1) 2Prcn、2Prdn'条件下充电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下充电能量的能量保持率不小
于95%;
2) 2Prcn、2Prdn'条件下放电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下放电能量的能量保持率不小
于95%;
3) 4Prcn、4Prdn'条件下充电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下充电能量的能量保持率不小
于90%;
4) 4Prcn、4Prdn'条件下放电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下放电能量的能量保持率不小
于90%;
5) Prcn和Prdn'条件下能量效率不小于90%;
6) 2Prcn和2Prdn'条件下能量效率不小于85%;
7) 4Prcn和4Prdn'条件下能量效率不小于80%。
b) 功率型电池单体倍率充放电性能
1) 2Prcn、2Prdn'条件下充电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下充电能量的能量保持率不小
于90%;
2) 2Prcn、2Prdn'条件下放电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下放电能量的能量保持率不小
于90%;
3) 4Prcn、4Prdn'条件下充电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下充电能量的能量保持率不小
于87%;
4) 4Prcn、4Prdn'条件下放电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下放电能量的能量保持率不小
于87%;
5) Prcn和Prdn'条件下能量效率不小于90%;
6) 2Prcn和2Prdn'条件下能量效率不小于86%;
7) 4Prcn和4Prdn'条件下能量效率不小于80%。
5.2.1.3 高温充放电性能
电池单体高温充放电性能应符合下列要求:
a) 充电能量不小于初始充电能量的98%;
b) 放电能量不小于初始放电能量的98%;
c) 能量效率不小于90%。
5.2.1.4 低温充放电性能
电池单体低温充放电性能应符合下列要求:
a) 能量型电池单体低温充放电性能
1) 充电能量不小于初始充电能量的80%;
2) 放电能量不小于初始放电能量的75%;
3) 能量效率不小于75%。
b) 功率型电池单体低温充放电性能
1) 充电能量不小于初始充电能量的65%;
2) 放电能量不小于初始放电能量的60%;
3) 能量效率不小于75%。
5.2.1.5 绝热温升
应提供绝热条件下电池单体不同温度点对应的温升速率数据表,且应提供根据记录的试验数据作
出的温度-温升速率曲线。
5.2.1.6 能量保持与能量恢复能力
5.2.1.6.1 室温能量保持与能量恢复能力
电池单体室温能量保持与能量恢复能力应符合下列要求:
a) 能量保持率不小于90%;
b) 充电能量恢复率不小于92%;
c) 放电能量恢复率不小于92%。
5.2.1.6.2 高温能量保持与能量恢复能力
电池单体高温能量保持与能量恢复能力应符合下列要求:
a) 能量保持率不小于90%;
b) 充电能量恢复率不小于92%;
c) 放电能量恢复率不小于92%。
5.2.1.7 储存性能
电池单体储存性能应符合下列要求:
a) 充电能量恢复率不小于90%;
b) 放电能量恢复率不小于90%。
5.2.2 循环性能
5.2.2.1 能量型电池单体循环性能
能量型电池单体循环性能应符合下列要求:
a) 循环次数达到1000次时,充电能量保持率不小于90%;
b) 循环次数达到1000次时,放电能量保持率不小于90%。
5.2.2.2 功率型电池单体循环性能
功率型电池单体循环性能应符合下列要求:
a) 循环次数达到2000次时,充电能量保持率不小于80%;
b) 循环次数达到2000次时,放电能量保持率不小于80%。
5.2.3 安全性能
5.2.3.1 过充电
将电池单体充电至电压达到充电终止电压的1.5倍或时间达到1h,不应起火、爆炸。
5.2.3.2 过放电
将电池单体放电至时间达到90min或电压达到0V,不应起火、爆炸。
5.2.3.3 短路
将电池单体正、负极经外部短路10min,不应起火、爆炸。
5.2.3.4 挤压
将电池单体挤压至电压达到0V或变形量达到30%或挤压力达到(13±0.78)kN,不应起火、爆炸。
5.2.3.5 跌落
将电池单体的正极或负极端子朝下从1.5m高度处自由跌落到水泥地面上1次,不应起火、爆炸。
5.2.3.6 低气压
将电池单体在低气压环境中静置6h,不应起火、爆炸、漏液。
5.2.3.7 加热
将电池单体以5℃/min的速率由环境温度升至(130±2)℃并保持30min,不应起火、爆炸。
5.2.3.8 热失控
触发电池单体达到热失控的判定条件,不应起火、爆炸。
5.3 电池模块性能
5.3.1 基本性能
5.3.1.1 初始充放电能量
电池模块初始充放电能量应符合下列要求:
a) 初始充电能量不小于额定充电能量;
b) 初始放电能量不小于额定放电能量;
c) 能量效率不小于93%;
d) 试验样品的初始充电能量的极差平均值不大于初始充电能量平均值的7%;
e) 试验样品的初始放电能量的极差平均值不大于初始放电能量平均值的7%。
5.3.1.2 倍率充放电性能
电池模块倍率充放电性能应符合下列要求:
a) 能量型电池模块倍率充放电性能
1) 2Prcn、2Prdn'条件下充电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下充电能量的能量保持率不小
于95%;
2) 2Prcn、2Prdn'条件下放电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下放电能量的能量保持率不小
于95%;
3) 4Prcn、4Prdn'条件下充电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下充电能量的能量保持率不小
于90%;
4) 4Prcn、4Prdn'条件下放电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下放电能量的能量保持率不小
于90%;
5) Prcn和Prdn'条件下能量效率不小于93%;
6) 2Prcn和2Prdn'条件下能量效率不小于91%;
7) 4Prcn和4Prdn'条件下能量效率不小于88%。
b) 功率型电池模块倍率充放电性能
1) 2Prcn、2Prdn'条件下充电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下充电能量的能量保持率不小
于92%;
2) 2Prcn、2Prdn'条件下放电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下放电能量的能量保持率不小
于92%;
3) 4Prcn、4Prdn'条件下充电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下充电能量的能量保持率不小
于90%;
4) 4Prcn、4Prdn'条件下放电能量相对于 Prcn、Prdn'条件下放电能量的能量保持率不小
于90%;
5) Prcn和Prdn'条件下能量效率不小于92%;
6) 2Prcn和2Prdn'条件下能量效率不小于88%;
7) 4Prcn和4Prdn'条件下能量效率不小于82%。
5.3.1.3 高温充放电性能
电池模块高温充放电性能应符合下列要求:
a) 充电能量不小于初始充电能量的98%;
b) 放电能量不小于初始放电能量的98%;
c) 能量效率不小于90%。
5.3.1.4 低温充放电性能
电池模块低温充放电性能应符合下列要求:
a) 能量型电池模块低温充放电性能
1) 充电能量不小于初始充电能量的80%;
2) 放电能量不小于初始放电能量的75%;
3) 能量效率不小于75%。
b) 功率型电池模块低温充放电性能
1) 充电能量不小于初始充电能量的65%;
2) 放电能量不小于初始放电能量的60%;
3) 能量效率不小于75%。
5.3.1.5 能量保持与能量恢复能力
5.3.1.5.1 室温能量保持与能量恢复能力
电池模块室温能量保持与能量恢复能力应符合下列要求:
a) 能量保持率不小于90%;
b) 充电能量恢复率不小于92%;
c) 放电能量恢复率不小于92%。
5.3.1.5.2 高温能量保持与能量恢复能力
电池模块高温能量保持与能量恢复能力应符合下列要求:
a) 能量保持率不小于90%;
b) 充电能量恢复率不小于92%;
c) 放电能量恢复率不小于92%。
5.3.1.6 储存性能
电池模块储存性能应符合下列要求:
a) 充电能量恢复率不小于90%;
b) 放电能量恢复率不小于90%。
5.3.1.7 绝缘性能
按标称电压计算,电池模块正极与外部裸露可导电部分之间、电池模块负极与外部裸露可导电部分
之间的绝缘电阻均不应小于1000Ω/V。
5.3.1.8 耐压性能
在电池模块正极与外部裸露可导电部分之间、电池模块负极与外部裸露可导电部分之间施加相应
的电压,不应发生击穿或闪络现象。
5.3.2 循环性能
5.3.2.1 能量型电池模块循环性能
能量型电池模块循环性能应符合下列要求:
a) 循环次数达到500次时,充电能量保持率不小于90%;
b) 循环次数达到500次时,放电能量保持率不小于90%。
5.3.2.2 功率型电池模块循环性能
功率型电池模块循环性能应符合下列要求:
a) 循环次数达到1000次时,充电能量保持率不小于80%;
b) 循环次数达到1000次时,放电能量保持率不小于80%。
5.3.3 安全性能
5.3.3.1 过充电
将电池模块充电至任一电池单体电压达到电池单体充电终止电压的1.5......
   
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