T／CEC 171-2018 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（高清正版）.pdf

T/CEC 171 2018 中国电力企业联合会标准 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 T/CEC 1712018*中国电力出版社出版、发行?北京市东城区北京站西街 19?100005 http:/?北京传奇佳彩印刷有限公?印刷*2018 年 6?第一版 2018 年 6?北京第一次印刷 880 毫米1230 毫米 16 开本 1 印张 24 千字*统一书?155198858 定价 13.00元 版 权 专 有 侵 权 必 究 本书如有印装质量问题，我社发行部负责退换 20mm 20mm10mm 20mm 5mm 25mm ICS 29.220.01 K 82 备案号：53939-2016 准 T/CEC 1712018 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 of lithium ion battery for electrical energy storage 2018-01-24发布 2018-04-01实施 中国电力企业联合会 发 布 T/CEC 1712018 I 目 次 前言 II 1 范围1 2 术语、定义和符?1 3 循?寿命2 4 试验条件3 5 试验方法4 附录 A?资料性附录?电?试验数据记录表7 T/CEC 1712018 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.12009?标准?工作导?第 1 部分?标准的结构和编写?给出的规?起草?请注意本文件的某?内容可能?利?本文件的发?机构?担识别?利的责任?本标准由全国电力储能标准?术委员会?SAC/TC 550?提出并?口?本标准起草单?中国电力科学研究院有限公?、国网?西省电力公?电力科学研究院、宁德时代新能源科?股份有限公?、深圳市比?迪锂电?有限公?、中国南方电网有限责任公?调峰调频发电公?、惠州亿纬锂能股份有限公?、银隆新能源股份有限公?、广东电网有限责任公?电力科学研究院、国联汽车动力电?研究院有限责任公?、天津力神电?股份有限公?、中航锂电?洛?有限公?、山东圣?电源股份有限公?本标准?要起草人?官?标、沈进冉、傅凯、郭翠静、周淑琴、胡娟、王晓清、惠东、?家亮、李勇琦、廖?浩、陈翔、蔡惠群、钟国彬、张娜、张瑞、张红波、唐玲、范瑞祥、王文彬、邹?生、李海军、汪奂伶、谈作伟、王志军?本标准在执行过程中的意见或建议反馈?中国电力企业联合会标准?管理中心?北京市?广路二条一?，100761?T/CEC 1712018 1 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 1 范围 本标准规定了电力储能用锂离子电?循?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?2 术语、定义和符号 2.1 术语和定义 下?术语和定义适用于本文件?2.1.1 电池单体 cell 实?学能和电能相?转?的基本单元，由?极、负极、隔膜、电解质、壳体和端子等组成?2.1.2 电池模块 battery module 由电?单体采用串联、并联或串并联连接方式，?只有一对?负极输出端子的电?组合体，?宜包括外壳、管理?保?装置等部件?2.1.3 标称电压 nominal voltage 标志或识别一种电?或一种电?学体系的适?的电压近似值?2.1.4 额定充电功率 rated charging power 在规定试验条件和试验方法下，电?可持续工作一定时间的充电功率，用 Prcn表示?2.1.5 额定放电功率 rated discharging power 在规定试验条件和试验方法下，电?可持续工作一定时间的放电功率，用 Prdn表示?2.1.6 额定功率 rated power 在规定试验条件和试验方法下，电?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?2.1.7 能量型电池 energy type battery 根据高能量应用需求设计，以额定功率 Prcn、Prdn?n?1，n?1?工作的电?2.1.8 功率型电池 power type battery 根据高功率应用需求设计，以额定功率 Prcn、Prdn?n?1，n?1?工作的电?2.1.9 初始化放电 initial discharge 在规定试验条件和试验方法下，使电?的放电状态初始?的过程?T/CEC 1712018 2 2.1.10 额定充电能量 rated charging energy 在规定试验条件和试验方法下，初始?放电的电?以额定充电功率充电?充电终?电压时的充电能量，用 Ercn表示?2.1.11 额定放电能量 rated discharging energy 在规定试验条件和试验方法下，初始?充电的电?以额定放电功率放电?放电终?电压时的放电能量，用 Erdn表示?2.1.12 额定充电容量 rated charging capacity 在规定试验条件和试验方法下，初始?放电的电?以额定充电功率充电?充电终?电压时的充电容量，用 Crcn表示?2.1.13 额定放电容量 rated discharging capacity 在规定试验条件和试验方法下，初始?充电的电?以额定放电功率放电?放电终?电压时的放电容量，用 Crdn表示?2.1.14 能量效率 energy efficiency 在规定试验条件和试验方法下，电?的放电能量?充电能量的比值，用?分数表示?2.1.15 能量保持率 retention rate of energy 在规定试验条件和试验方法下，电?的充电能量、放电能量分别?初始充电能量、初始放电能量的比值，用?分数表示?2.2 符号 下?符?适用于本文件?n?电?的额定充电小时率，?数值等于电?的额定充电能量/额定充电功率，并应从下?数值中选取?8、4、2、1、0.5、0.25?n?电?的额定放电小时率，?数值等于电?的额定放电能量/额定放电功率，并应从下?数值中选取?8、4、2、1、0.5、0.25?Crcn?n 小时率额定充电容量，单?Ah?Crdn?n小时率额定放电容量，单?Ah?Ercn?n 小时率额定充电能量，电?单体的单?Wh，电?模块的单?kWh?Erdn?n小时率额定放电能量，电?单体的单?Wh，电?模块的单?kWh?Prcn?n 小时率额定充电功率，电?单体的单?W，电?模块的单?kW?Prdn?n小时率额定放电功率，电?单体的单?W，电?模块的单?kW?3 循环寿命 3.1 电池单体循环寿命 3.1.1 能量型电池单体循环寿命 能量型电?单体循?性能应符合下?要求?T/CEC 1712018 3 a?循?次数达到 1000 次时，充电能量保持率?应小于 90%?b?循?次数达到 1000 次时，放电能量保持率?应小于 90%?c?循?次数达到 2000 次时，充电能量保持率?应小于 80%?d?循?次数达到 2000 次时，放电能量保持率?应小于 80%?3.1.2 功率型电池单体循环寿命 功率型电?单体循?性能应符合下?要求?a?循?次数达到 2000 次时，充电能量保持率?应小于 80%?b?循?次数达到 2000 次时，放电能量保持率?应小于 80%?c?循?次数达到 4000 次时，充电能量保持率?应小于 60%?d?循?次数达到 4000 次时，放电能量保持率?应小于 60%?3.2 电池模块循环寿命 3.2.1 能量型电池模块循环寿命 能量型电?模块循?性能应符合下?要求?a?循?次数达到 500 次时，充电能量保持率?应小于 90%?b?循?次数达到 500 次时，放电能量保持率?应小于 90%?c?循?次数达到 1000 次时，充电能量保持率?应小于 80%?d?循?次数达到 1000 次时，放电能量保持率?应小于 80%?3.2.2 功率型电池模块循环寿命要求 功率型电?模块循?性能应符合下?要求?a?循?次数达到 1000 次时，充电能量保持率?应小于 80%?b?循?次数达到 1000 次时，放电能量保持率?应小于 80%?c?循?次数达到 2000 次时，充电能量保持率?应小于 60%?d?循?次数达到 2000 次时，放电能量保持率?应小于 60%?4 试验条件 4.1 试验环境 试验?境应符合下?要求?a?除另有规定外，试验应在相对湿度小于或等于 90%、大气压力?86kPa106kPa 的?境中进行?b?试验场地应?备完善的?和应急措施?c?试验人员应配备个人?用?4.2 试验装置 试验装置应符合下?要求?a?充放电装置?电压、电流、功率的准确度 0.1%FS?满量程?b?境模拟装置?温度准确度互1，湿度准确度互3%，温度波动度小于或等于 2，湿度波动度小于或等于 5%?c?时间测量装置?准确度互0.1s?T/CEC 1712018 4 4.3 试验准备 4.3.1 初始化放电 电?的初始?放电应按照下?步骤进行?a?电?单体初始?放电?1?在?25互2?下搁置 5h?2?以 Prcn恒功率充电?电?单体的充电终?电压，静置 30min?3?以 Prdn恒功率放电?电?单体的放电终?电压，静置 30min?b?电?模块初始?放电?1?在?25互2?下搁置 5h?2?以 Prcn恒功率充电?任一单体或模块的充电终?电压，静置 30min?3?以 Prdn 恒功率放电?任一单体或模块的放电终?电压，静置 30min?4.3.2 电压限值设定 电?的电压限值设定应符合下?要求?除另有规定外，试验过程中电?单体、电?模块的充电终?电压、放电终?电压、充电告警电压、放电告警电压、充电保?电压、放电保?电压的设定值应唯一，?应?电?常使用时的设定值一?4.3.3 试验样品准备 试验样品准备应符合下?要求?a?电?模块在进行循?性能试验时，应将试验装置?电?的高压、?压装置连接，开启电?的被动保?功能，电、热管理装置可根据需要工作?b?试验装置应检测和控制电?的工作状态和电压、电流等工作参数?4.3.4 试验数据记录 试验数据记录应符合下?要求?a?试验开始前，应参见附录 A 的电?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 的试验数据记录表记录试验的过程数据和结果数据?5 试验方法 5.1 电池单体循环寿命试验 5.1.1 能量型电池单体循环寿命试验 在?25互2?下，能量型电?单体循?性能试验按照下?步骤进行?a?电?单体初始?放电?b?电?单体以 nPrcn恒功率充电?电?单体的充电终?电压，静置 30min?c?电?单体以 nPrdn恒功率放电?电?单体的放电终?电压，静置 30min?d?按照 b?c?连续循?2000 次?T/CEC 1712018 5 e?参见附录 A 表 A.2 记录首次?每循?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?结束时的充电能量、放电能量相对于首次循?结束时的充电能量、放电能量的能量保持率?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?能量效率随循?次数变?的曲线?循?1000 次时出?循?性能试验中期测试?告?f?采用型式试验的方式进行，共需对 2 个电?单体样品进行试验，试验结果全部满足 3.1.1 的要求，?判定?该项型式试验合格?若有 1 项?满足要求，?判定?型式试验?合格?5.1.2 功率型电池单体循环寿命试验 在?25互2?下，功率型电?单体循?性能试验按照下?步骤进行?数值 M 由?品规格确定，M?整数，?M?4?a?电?单体初始?放电?b?电?单体以 MnPrcn恒功率充电?电?单体的充电终?电压，静置 30min?c?电?单体以 MnPrdn恒功率放电?电?单体的放电终?电压，静置 30min?d?按照 b?c?连续循?4000 次?e?参见附录 A 表 A.3 记录首次?每循?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?结束时的充电能量、放电能量相对于首次循?结束时的充电能量、放电能量的能量保持率?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?能量效率随循?次数变?的曲线?循?2000 次时出?循?性能试验中期测试?告?f?采用型式试验的方式进行，共需对 2 个电?单体样品进行试验，试验结果全部满足 3.1.2 的要求，?判定?该项型式试验合格?若有 1 项?满足要求，?判定?型式试验?合格?5.2 电池模块循环寿命试验 5.2.1 能量型电池模块循环寿命试验 在?25互2?下，能量型电?模块循?性能试验按照下?步骤进行?a?电?模块初始?放电?b?电?模块以 nPrcn恒功率充电?任一单体或模块的充电终?电压，静置 30min?c?电?模块以 nPrdn恒功率放电?任一单体或模块的放电终?电压，静置 30min?d?按照 b?c?连续循?1000 次?e?参见附录 A 表 A.5 记录首次?每循?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?单体的电压极差?计算每 20 次循?结束时的充电能量、放电能量相对于首次循?结束时的充电能量、放电能量的能量保持率?对应的能量效率?计算循?试验结束时电?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?能量效率随循?次数变?的曲线?f?采用型式试验的方式进行，共需对 1 个电?模块样品进行试验，试验结果全部满足 3.2.1 的要求，?判定?该项型式试验合格?若有 1 项?满足要求，?判定?型式试验?合格?5.2.2 功率型电池模块循环寿命试验 在?25互2?下，功率型电?模块循?性能试验按照下?步骤进行?数值 M 由?品规格确定，M?整数，?M?4?a?电?模块初始?放电?T/CEC 1712018 6 b?电?模块以 MnPrcn恒功率充电?任一单体或模块的充电终?电压，静置 1h?c?电?模块以 MnPrdn恒功率放电?任一单体或模块的放电终?电压，静置 1h?d?按照 b?c?连续循?2000 次?e?参见附录 A 表 A.6 记录首次?每循?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?单体的电压极差?计算每 50 次循?结束时的充电能量、放电能量相对于首次循?结束时的充电能量、放电能量的能量保持率?对应的能量效率?计算循?试验结束时电?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?能量效率随循?次数变?的曲线?f?采用型式试验的方式进行，共需对 1 个电?模块样品进行试验，试验结果全部满足 3.2.2 的要求，?判定?该项型式试验合格?若有 1 项?满足要求，?判定?型式试验?合格?T/CEC 1712018 7 附 录 A?资料性附录?电池试验数据记录表 电?试验数据记录表见表 A.1表 A.6?表 A.1 电池单体技术规格数据记录表 项目 符?单?数值 额定充电小时率 n 额定放电小时率 n n 小时率额定充电功率 Prcn W n小时率额定放电功率 Prdn W n 小时率额定充电能量 Ercn Wh n小时率额定放电能量 Erdn Wh n 小时率额定充电容量 Crcn Ah n小时率额定放电容量 Crdn Ah 电?单体标称电压 V 电?单体充电终?电压 V 电?单体放电终?电压 V 电?单体充电告警电压 V 电?单体放电告警电压 V 电?单体充电保?电压 V 电?单体放电保?电压 V 电?单体告警温度 电?单体保?温度 注?n、n应从下?数值中选取?8、4、2、1、0.5、0.25?表 A.2 电池单体循环性能试验数据记录表?能量型?循?次数 项目 单?电?1?电?2?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%100 100 放电能量保持率%100 100 1 能量效率?放电能量?1 次?/充电能量?1 次?100%充电能量 Wh 50 放电能量 Wh T/CEC 1712018 8 表 A.2?续?循?次数 项目 单?电?1?电?2?充电时间 h 放电时间 h 充电能量保持率?充电能量?50 次?/充电能量?1 次?100%放电能量保持率?放电能量?50 次?/放电能量?1 次?100%50 能量效率?放电能量?50 次?/充电能量?50 次?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?充电能量?1000 次?/充电能量?1 次?100%放电能量保持率?放电能量?1000 次?/放电能量?1 次?100%1000 能量效率?放电能量?1000 次?/充电能量?1000 次?100%表 A.3 电池单体循环性能试验数据记录表?功率型?循?次数 项目 单?电?3?电?4?M 值 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%100 100 放电能量保持率%100 100 1 能量效率?放电能量?1 次?/充电能量?1 次?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?充电能量?100 次?/充电能量?1 次?100%放电能量保持率?放电能量?100 次?/放电能量?1 次?100%100 能量效率?放电能量?100 次?/充电能量?100 次?100%充电能量 Wh 放电能量 Wh 充电时间 h 2000 放电时间 h T/CEC 1712018 9 表 A.3?续?循?次数 项目 单?电?3?电?4?充电能量保持率?充电能量?2000 次?/充电能量?1 次?100%放电能量保持率?放电能量?2000 次?/放电能量?1 次?100%2000 能量效率?放电能量?2000 次?/充电能量?2000 次?100%表 A.4 电池模块技术规格数据记录表 项目 符?单?数值 额定充电小时率 n 额定放电小时率 n n 小时率额定充电功率 Prcn kW n小时率额定放电功率 Prdn kW n 小时率额定充电能量 Ercn kWh n小时率额定放电能量 Erdn kWh n 小时率额定充电容量 Crcn Ah n小时率额定放电容量 Crdn Ah 电?模块标称电压 V 电?单体充电终?电压 V 电?单体放电终?电压 V 电?模块充电终?电压 V 电?模块放电终?电压 V 电?单体充电告警电压 V 电?单体放电告警电压 V 电?单体充电保?电压 V 电?单体放电保?电压 V 电?模块充电告警电压 V 电?模块放电告警电压 V 电?模块充电保?电压 V 电?模块放电保?电压 V 电?单体告警温度 电?单体保?温度 注?n、n应从下?数值中选取?8、4、2、1、0.5、0.25?表 A.5 电池模块循环性能试验数据记录表?能量型?循?次数 项目 单?电?1?充电能量 kWh 放电能量 kWh 1 充电时间 h T/CEC 1712018 10 表 A.5?续?循?次数 项目 单?电?1?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?放电能量?1 次?/充电能量?1 次?100%充电结束时电?单体电压极差 mV 1 放电结束时电?单体电压极差 mV 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?充电能量?20 次?/充电能量?1 次?100%放电能量保持率?放电能量?20 次?/放电能量?1 次?100%能量效率?放电能量?20 次?/充电能量?20 次?100%充电结束时电?单体电压极差 mV 20 放电结束时电?单体电压极差 mV 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?充电能量?500 次?/充电能量?1 次?100%放电能量保持率?放电能量?500 次?/放电能量?1 次?100%能量效率?放电能量?500 次?/充电能量?500 次?100%充电结束时电?单体电压极差 mV 放电结束时电?单体电压极差 mV 充电结束时电?单体电压极差平均值 mV 500 放电结束时电?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?次数 项目 单?电?2?M 值 充电能量 kWh 放电能量 kWh 充电时间 h 1 放电时间 h T/CEC 1712018 11 表 A.6?续?循?次数 项目 单?电?2?充电能量保持率%100 放电能量保持率%100 能量效率?放电能量?1 次?/充电能量?1 次?100%充电结束时电?单体电压极差 mV 1 放电结束时电?单体电压极差 mV 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?充电能量?50 次?/充电能量?1 次?100%放电能量保持率?放电能量?50 次?/放电能量?1 次?100%能量效率?放电能量?50 次?/充电能量?50 次?100%充电结束时电?单体电压极差 mV 50 放电结束时电?单体电压极差 mV 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?充电能量?1000 次?/充电能量?1 次?100%放电能量保持率?放电能量?1000 次?/放电能量?1 次?100%能量效率?放电能量?1000 次?/充电能量?1000 次?100%充电结束时电?单体电压极差 mV 放电结束时电?单体电压极差 mV 充电结束时电?单体电压极差平均值 mV 1000 放电结束时电?单体电压极差平均值 mV