DB21 T 3102.1-2019 锂硫电池及电池组 第1部分:电性能要求和试验方法.pdf
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1、ICS 29.220.99 K 82 DB21 辽宁省 地 方 标 准 DB21/T 3102.1 2019 锂硫电池及电池组 第 1 部分:电性能要求和试验方法 Lithium-sulfur cells and batteries Part 1. Electrical performance requirements and test methods 2019 - 01 - 30 发布 2019 - 03 - 01 实施 辽宁省市场监督管理局 发布 DB21/T 3102.1 2019 I 前 言 锂硫电池及电池组 分为两 个 部分 : 第 1 部分:电性能要求和试验方法 ; 第 2 部分:
2、安全性能要求和试验方法 。 本部分为第 1 部分。 本标准依据 GB/T 1.1-2009的规则起草。 本标准由大连市质量技术监督局提出 。 本标准由 中国 科学院沈阳分院 归口。 本标 准起草单位:中国科学院大连化学物理研究所。 本标准主要起草人: 陈剑 、 郭德才 、 王崇 、 徐磊 、 陈浩 。 DB21/T 3102.1 2019 1 锂硫电池及电池组 第 1 部分:电性能要求和试验方法 1 范围 本标准规定了锂硫电池及电池组的电性能技术要求、试验方法、检测规则。 本标准适用于单体锂硫电池及电池组。 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
3、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 31486 电动汽车用动力蓄电池 电性能 要求及试验方法 3 术语与定义 GB/T 2900.41界定的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 锂硫电池 单体 lithium sulfur cell 直接将 单质硫与金属锂之间的电化学反应产生的 化学能转化为电能的基本单元,包括硫正极、锂负 极、隔膜、电解质、外壳和端子,并被 设计成可 放 电 的结构单元 。 3.2 锂硫电池组 lithium sulfur battery 将一个以上 锂硫电池 单体按照串联、并联或串并联方式组合,且只有
4、一对正负极输出端子,并作为 电源使用的组合体。 3.3 标称电压 nominal voltage 用来标明锂硫电池 单体 电压的近似值,为 2.1V/单体 。 3.4 终止电压 cut-off discharge voltage 电池放电时,规定电池放电终止时的电压,为 1.8V/单体。 3.5 限制电压 limited charge voltage DB21/T 3102.1 2019 2 本要素仅适用于锂硫二次电池 及电池组。对于电池 单体:在充电时,规定电池充电终止时的电压, 为 2.6 V/单体;对于电池组:在充电时,规定电池组充电终止时的电压,为其中任意单体的电压达到 2.4V。 3
5、.6 额定容量 rated capacity 在 环境温度为 (25 2) 时 ,电池或电池组以 I20( A) 放电至终止电压 ,制造商 所测试并 标明的电 池或电池组 的 容量,单位为安时( Ah)或毫安时( mAh)。 3.7 初始 容量 initial capacity 对于锂硫二次电池, 新出厂的 产品 , 在环境温度 (25 2) 下 , 充电 至电池的限制电压,再 以 I20 ( A) 恒流放电至终止电压 时 所放出 的容量。 3.8 容量恢复能力 capacity recovery 对于锂硫二次电池, 在环境温度为 (25 2) 下, 电池 储存一定时间后再进行 完全 充电,其
6、后放电 容量与额定容量之比。 3.9 能量 型 锂硫电池 high energy density lithium sulfur battery 室温下 (25 2) ,最大允许持续输出功率( W) 和 I2( A) 恒流 放电能 量( Wh)的比值低于 2的电池。 3.10 功率型锂硫电池 high power density lithium sulfur battery 室温下 (25 2) ,最大允许持续输出功率( W) 和 I2( A) 恒流 放电 能量( Wh)的比值不低于 2的电 池。 4 符号 下列符号适用于本标准。 C20: 20小时率额定容量( Ah); I10: 10小时率放
7、电电流,其数值等于 I10( A) ; I20: 20小时率放电电流,其数值等于 I20( A) ; I2: 2小时率 放电电流,其数值等于 I2( A); I: 1小时率放电电流,其数值等于 I( A)。 5 技术要求 5.1 锂硫电池 单体 5.1.1 外观 DB21/T 3102.1 2019 3 电池在良好光线条件下检测时,电池外表应清洁,外观不得有变形、明显划痕、破裂及机械损伤, 无漏液现象,且有清晰、正确的标志。 5.1.2 极性 用电压表检测 电池 极性 时 ,端子极性标识应正确、清晰。 5.1.3 外形尺寸及质量 用量具和衡器测量 电池 时,电池外形尺寸、质量应符合企业提供的产
8、品技术条件。 5.1.4 室温放电容量 电池 按照 6.3.3试验时 ,其放电容量不低于企业提供的技术条件中规定的额定容量值,同时不超过 企业提供的技术条件 中规定的额定容量值的 120%。 5.1.5 大电流放电容量 5.1.5.1 能量型电池 锂硫一次 电池 按照 6.3.4.1试验时 ,其 放电 容量应不低于 额定 容量的 85%。 锂硫二次 电池 按照 6.3.4.1试验时 , 其 放电 容量应不低于初始容量的 85%。 5.1.5.2 功率型电池 锂硫一次 电池 按照 6.3.4.2试验时 ,其 放电 容量应不低于 额定 容量的 80%。 锂硫二次 电池 按照 6.3.4.2试验时
9、,其 放电 容量应不低于初始容量的 80%。 5.1.6 低温放电容量 锂硫一次 电池 按照 6.3.5试验时 ,其 放电 容量应不低于 额定 容量的 70%。 锂硫二次 电池 按照 6.3.5试验时 ,其 放电 容量应不低 于初始容量的 70%。 5.1.7 高温放电容量 锂硫一次 电池 按照 6.3.6试验时 ,其 放电 容量应不低于 额定 容量的 90%。 锂硫二次 电池 按照 6.3.6试验时 , 其 放电 容量应不低于初始容量的 90%。 5.1.8 常温、高温荷电保持能力与容量恢复能力 锂硫一次 电池按照 6.3.7试验时 ,其 室温及高温 荷电保持率应不低于 额定 容量的 80%
10、。 锂硫二次 电池 按照 6.3.7试验时 , 其 室温及高温 荷电保持率应不低于初始容量的 80%,容量恢复应不 低于初始容量的 85%。 5.1.9 循环 性能 本要素仅适用于锂硫二次电池, 电池按照 6.3.8试验时 ,其 100次的 放电容量应不低于 初始容量的 75%。 5.1.10 贮存性能 锂硫一次 电池按照 6.3.9试验时 ,其容量 保持 应不低于 额定 容量的 90%。 锂硫二次 电池按照 6.3.9试验时 ,其容量恢复应不低于 初始 容量的 90%。 DB21/T 3102.1 2019 4 5.2 锂硫电池组 5.2.1 外观 电池组在良好光线条件下检测时,电池组外表应
11、清洁,外观不得有变形、明显划痕、破裂及机械损 伤,无漏液现象,且有清晰、正确的标志。 5.2.2 极性 用电压表检测 电池组 极性 时 ,端子极性标识应正确、清晰。 5.2.3 外形尺寸及质量 用量具和衡器测量 电池 组 时,电池组外形尺寸、质量应符合企业提供的产品技术条件。 5.2.4 室温放电容量 电池组 按照 6.4.3方法进 行试验 时 ,其 放电容量不低于企业提供的技术条件中规定的额定容量值, 并且不超过额定容量值的 120%。 5.2.5 室温倍率放电容量 5.2.5.1 能量型电池组 锂硫 一 次 电池组 按照 6.4.4.1试验时 ,其 放电 容量应不低于 额定 容量的 80%
12、。 锂硫二次 电池组 按照 6.4.4.1试验时 , 其 放电 容量应不低于初始容量的 80%。 5.2.5.2 功率型电池组 锂硫一次 电池组 按照 6.4.4.2试验时 ,其 放电 容量应不低于 额定 容量的 80%。 锂硫二次 电池组 按照 6.4.4.2试验时 , 其 放电 容量应不低于初始容量的 80%。 5.2.6 低温放电容量 锂硫一次电池组 按照 6.4.5试验时 ,其放电 容量应不低于 额定 容量的 70%。 锂硫二次 电池组 按照 6.4.5试验时, 其 放电 容量应不低于初始容量的 70%。 5.2.7 高温放电容量 锂硫一次 电池组 按照 6.4.6试验时 , 其放电容
13、量应不低于 额定 容量的 90%。 锂硫二次 电池组 按照 6.4.6试验时 , 其 放电 容量应不低于初始容量的 90%。 5.2.8 常温、高温荷电保持能力与容量恢复能力 锂硫一次电池组 按照 6.4.7试验时 , 其室温及高温荷电保持率应不低于 额定 容量的 80%。 锂硫二次 电池组 按照 6.4.7试验时 , 其室温及高温荷电保持率应不低于初始容量的 80%,容量恢复应 不低于初始容量的 80%。 5.2.9 贮存性能 锂硫一次电池组按照 6.4.8试验时,其容量 保持 应不低于额定容量的 90%。 锂硫二次 电池组按照 6.4.8试验时 ,其容量 恢复 应不低于初始容量的 90%。
14、 DB21/T 3102.1 2019 5 6 试验方法 6.1 试验条件 除另有规定外,本标准中各项试验应在以下大气条件下进行: a) 环境 温度: ( 25 2) b) 相对湿度:不大于 75%; c) 大气压力: 86kPa 106kPa 6.2 测量仪器、仪表精确度 6.2.1 电压表:不低于 0.5 级,内阻应不小于 10k/V。 6.2.2 电流表:不低于 0.5 级。 6.2.3 时间仪表: 0.1%h。 6.2.4 充电电源:可恒流充电,精确度应不低于 0.3%V。 6.2.5 电池内阻测 试仪表:不低于 0.5% 。 6.2.6 量具:测量电池尺寸的 直尺 精确度不低于 0.
15、1%m。 6.2.7 衡器:称量电池质量的 天平 ,精确度为 0.1%kg 以上。 6.3 单体电池试验方法 6.3.1 外观、尺寸、质量及极性的检测 在良好的光线条件下,用目测方法检查电池外观及标志;用量具测量电池尺寸;用衡器称量电池质 量;用电压表检测电池的极性。 6.3.2 单体电池充电 本要素仅适用于锂硫二次电池, 电池按 I20( A)恒流放电 至终止电压 ,放电后在 (25 2) 环境条件 下放置,放置时间 不少于 20min, 再按 I20( A)恒流充电到电池的限制电压。 6.3.3 室温放电 容量试验 (初始 容量) 锂硫一次电池 室温放电容量 按照如下步骤测试: a) 电池
16、 在环境温度 (25 2) 条件下,放置时间不少于 1h; b) 以 I20( A) 恒流 放 电,放电到电压达到终止电压,终止放电; c) 计算放电容量(以 Ah 计) 。 锂硫二次电池 室温放电容量 按照如下步骤测试: a) 单体电池按照 6.3.2 方法 充电; b) 充电后在环境温度 (25 2) 条件下,放置时间不少 于 20min; c) 以 I20( A) 恒流 放 电,放电到电压达到终止电压,终止放电; d) 计算放电容量(以 Ah 计) 。 6.3.4 大电流放电试验 6.3.4.1 能量型电池 锂硫一次电池 大电流放电容量按照如下步骤测试: a) 电 池在 (25 2)环境
17、温度下,放置时间不少于 1h; DB21/T 3102.1 2019 6 b) 以 3I20( A)恒流放电,放电到终止电压,终止放电; c) 计算放电容量(以 Ah计)。 锂硫二次电池 大电流放电容量按照如下步骤测试: a) 单体电池按照 6.3.2 方法 充电; b) 充电结束后,在 (25 2) 环境温度下,放置时间不少 于 1h; c) 以 3I20( A) 恒流放电,放电到终止电压,终止放电; d) 计算放电容量(以 Ah 计)。 6.3.4.2 功率型电池 锂硫一次电池 大电流放电容量按照如下步骤测试: a) 单体电池在 (25 2)环境温度下,放置时间不少于 1h; b) 以 I
18、( A)恒流放电,放电到终止电压,终止放电; c) 计算放电容量(以 Ah计)。 锂硫二次电池 大电流放电容量按照如下步骤测试: a) 单体电池按照 6.3.2 方法 充电; b) 充电结束后,在 (25 2) 环境温度下,放置时间不少于 1h; c) 以 I( A) 恒流放电,放电到终止电压,终止放电; d) 计算放电容量(以 Ah 计)。 6.3.5 低温放电试验 锂硫一次电池 低温放电容量按照如下步骤测试: a) 单体电池在 (-20 2)环境温度下,搁置时间不少于 4h; b) 然后在同一环境温度下,以 I20( A)恒流放电达到终止电 压,终止放电; c) 计算放电容量(以 Ah计)
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- DB21 3102.1-2019 锂硫电池及电池组 第1部分:电性能要求和试验方法 3102.1 2019 电池 电池组 部分 性能 要求 试验 方法
