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标准改版介绍 2023年12月28日,国家标准化管理委员会发布了最新的国家标准《GB/T 36276-2023 电力储能用锂离子电池》,替代现行标准《GB/T 36276-2018 电力储能用锂离子电池》,实施时间是2024-07-01。 上电科作为电工领域的专业综合技术提供商,时刻紧跟行业标准发展动向。2024年3月21日,上电科取得了储能电池最新版GB/T 36276-2023 标准CNAS认可。 众所周知,近年来储能电站建设飞速发展,但现役的电池储能电站普遍存在安全隐患存忧、质量问题堪忧的现状,主要体现在实际可用能量、实际使用寿命、系统能量效率、连续运行安全可靠性等关键技术指标达不到承诺值。这也折射出现行标准暂时无法完全满足储能电站主要设备及系统的质量状态管控需求。 2023版标准立足上述现状,力图拔高门槛,筑牢质量底线,引导电化学储能行业高质量发展。相比于2018版,2023版标准关键改动如下: 1)2023版取消4P倍率测试,变为过载安全测试,新增功率特性测试。 2)单体和模组均新增了高海拔下的初始充放电能量测试,模组和电池簇均新增了高海拔下绝缘耐压,对高海拔应用下的性能和安全问题更为重视。 3)循环不再区分能量型和功率型,统一循环1000圈,且由常温循环变为高温45℃循环。同时,2023版更强调整个寿命周期的能量达标要求。 4)2023版单体绝热温升依然保留,只是温阶步长缩短为5℃,台阶温度保持时间延长到1h。对样品的温升速率及安全性能提出了明确要求。 5)单体热失控触发方式由先过充后加热变为过充和加热同时触发,同时还增加了循环后单体的热失控试验要求,更加强调全生命周期的安全性。模组热扩散由过充或加热触发改为过充触发。 6)2023版模组和电池簇新增了液冷管路的耐压测试。 7)2023版模组新增振动测试。 8)2023版新增电池簇的安全保护功能测试,强调功能安全。 9)其他。 02 绝热温升探秘 众所周知,锂电池的热特性研究一直都是重点领域,自从标准《GB/T 36276-2018》引入绝热温升测试以来,便立即受到了广泛地关注。 绝热温升试验时,通过对样品温度变化跟踪,绝热设备进行相应的温度跟随和热量补偿,保持试验环境和样品表面温度一致,避免样品与环境热交换,为样品提供绝热的环境。从而可以测得样品在绝热条件下因自身热特性所导致的温升情况,用以判断其在散热不良的高温环境下发生热失控的潜在风险。 为了分析两版标准绝热温升测试结果的区别,我们针对同一批次的两只电芯,分别采用两版标准的方法,进行了电芯的绝热温升对比试验。 仪器设备 本次测试使用的是本试验室配备的BTC-500的绝热加速量热仪: 设备参数: 腔体尺寸:直径500mm,高500mm 低温可达到-40℃(低温油浴) 绝热跟踪速率20℃/min 内部10根温度传感器 配充放电接口/摄像/气体收集 电芯绝热安全性评估项目: 绝热温升 绝热热失控 过充/加热热失控 比热容/产热功率 产气量、产气速率及气体分析 数据分析 电芯1温度-温升速率曲线(2018) 电芯2温度-温升速率曲线(2023) 由图可知,电芯采用2023版绝热温升方法时,测试的绝热温升数据偏高;而2018版绝热温升温升数据偏低。这是因为2023版标准缩短了温升点的加热步长至5℃,台阶变多,控温更精确,且延长了各台阶温度点的静置时间,升温条件由腔体温度到达目标温度变成了样品表面温度到达目标温度。这样能够保证样品在各台阶处尽可能温度稳定,得到实实在在的“绝热”条件下的温升数据。总之,2023版对绝热温升的测试控温精度和电芯热安全要求也更为重视,引导广大储能电芯制造商更关注电芯的热安全特性。