鋰離子電池正極材料低溫電化學(xué)性能測試方法標(biāo)準(zhǔn)立項報告EnglishTitle:StandardizationProposalforElectrochemicalPerformanceTestingofLithium-ionBatteryCathodeMaterialsunderLow-TemperatureConditions摘要隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展及5G通信基站儲能系統(tǒng)的大規(guī)模建設(shè)，鋰離子電池在低溫環(huán)境下的性能表現(xiàn)已成為制約其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。我國約有38%的國土面積冬季溫度低于-20℃，部分地區(qū)甚至低于-40℃，極端低溫嚴(yán)重影響電池的能量輸出、循環(huán)壽命與安全性能。目前，國內(nèi)已有多個標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T23365、GB/T37201、GB/T39861等）對常溫和高溫條件下正極材料的電化學(xué)測試方法進(jìn)行了規(guī)范，但缺乏系統(tǒng)性的低溫測試標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致不同企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在低溫性能評估方面存在方法不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)不可比的問題。本報告旨在提出《鋰離子電池正極材料低溫電化學(xué)性能測試方法》的標(biāo)準(zhǔn)化立項，明確其技術(shù)內(nèi)容涵蓋電池制備工藝、測試設(shè)備規(guī)范、關(guān)鍵性能指標(biāo)（如低溫存儲電壓衰減率、低溫循環(huán)壽命、低溫放電峰值功率等）的測定方法。該標(biāo)準(zhǔn)的制定將填補(bǔ)國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白，為材料開發(fā)、電池制造及應(yīng)用終端提供一致、可靠的評價依據(jù)，推動低溫鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。關(guān)鍵詞：鋰離子電池；正極材料；低溫性能；電化學(xué)測試；標(biāo)準(zhǔn)化；新能源汽車；5G基站儲能Keywords:Lithium-ionBattery;CathodeMaterial;Low-TemperaturePerformance;ElectrochemicalTesting;Standardization;NewEnergyVehicles;5GBaseStationEnergyStorage一、立項目的與意義鋰離子電池作為新能源汽車和5G基站儲能系統(tǒng)的核心動力來源，其性能直接影響到整車的續(xù)航里程和基站的運(yùn)行穩(wěn)定性。尤其是在低溫環(huán)境中，電池內(nèi)部傳質(zhì)過程減慢、電荷轉(zhuǎn)移阻抗增大、電解液電導(dǎo)率下降、鋰離子脫嵌動力學(xué)惡化，導(dǎo)致電池容量驟減、內(nèi)阻上升，甚至引發(fā)鋰金屬析出，帶來安全隱患?，F(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)如GB/T23365-2009、GB/T37201-2018、GB/T39861-2021等，僅覆蓋了常溫和高溫條件下的電化學(xué)性能測試方法，缺乏針對-20℃乃至-40℃極端低溫環(huán)境的系統(tǒng)性測試規(guī)范。這導(dǎo)致不同企業(yè)在材料開發(fā)、電池設(shè)計及性能評價中缺乏統(tǒng)一基準(zhǔn)，阻礙了低溫電池技術(shù)的協(xié)同發(fā)展與市場應(yīng)用。本標(biāo)準(zhǔn)的制定將實現(xiàn)以下目標(biāo)：1.建立科學(xué)、可重復(fù)的低溫電化學(xué)性能測試方法；2.明確電池制備工藝與測試條件，提高數(shù)據(jù)可比性與可靠性；3.為企業(yè)研發(fā)、產(chǎn)品認(rèn)證和質(zhì)量控制提供技術(shù)依據(jù)；4.推動低溫電池材料與系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步，提升我國在新能源領(lǐng)域的國際競爭力。二、范圍與主要技術(shù)內(nèi)容1.適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于鋰離子電池常用正極材料（包括但不限于鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰等）在低溫環(huán)境（通常指-40℃至0℃）下的電化學(xué)性能測試與評價。2.主要技術(shù)內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)將從以下幾個方面對低溫性能測試進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)范：（1）電池制備工藝規(guī)范-明確正極、負(fù)極所用活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等原料的技術(shù)等級；-規(guī)定極片的涂布工藝參數(shù)（如面密度、壓實密度）、尺寸規(guī)格及卷繞/疊片方式；-規(guī)范電解液類型、添加劑使用及注液工藝。（2）測試設(shè)備與環(huán)境控制-規(guī)定低溫試驗箱的溫控精度、穩(wěn)定性及均勻性要求；-明確電化學(xué)測試設(shè)備（如充放電測試系統(tǒng)、阻抗分析儀）的精度與校準(zhǔn)方法；-規(guī)范電池夾具、連接方式及熱管理條件。（3）低溫性能測試方法與指標(biāo)本標(biāo)準(zhǔn)將重點規(guī)范以下性能參數(shù)的測試流程與計算方法：-低溫存儲電壓衰減率：電池在低溫環(huán)境下靜置后的電壓下降比率；-低溫存儲內(nèi)阻增加率：低溫靜置后內(nèi)阻的變化情況；-低溫容量保持率與恢復(fù)率：低溫放電容量與常溫容量的比值及回溫后的容量恢復(fù)能力；-低溫循環(huán)壽命：在低溫條件下進(jìn)行充放電循環(huán)直至容量衰減至某一閾值時的循環(huán)次數(shù)；-低溫直流內(nèi)阻（DCR）：低溫下電池的直流內(nèi)阻測量方法；-低溫放電峰值功率：電池在低溫下的最大輸出功率能力。三、參與單位介紹中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院（CESI）作為本標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位之一，是工業(yè)和信息化部直屬的國家級標(biāo)準(zhǔn)化研究與應(yīng)用機(jī)構(gòu)，長期致力于電子信息、新能源、電池等領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作。該院在鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建中發(fā)揮了主導(dǎo)作用，牽頭制定了多項國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具備雄厚的技術(shù)積累和豐富的標(biāo)準(zhǔn)研制經(jīng)驗。在此次低溫性能測試標(biāo)準(zhǔn)的立項中，CESI將聯(lián)合電池企業(yè)、材料供應(yīng)商、科研院所等多方力量，確保標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、實用性與先進(jìn)性。四、結(jié)論與展望《鋰離子電池正極材料低溫電化學(xué)性能測試方法》的制定將填補(bǔ)國內(nèi)在極端環(huán)境電池測試領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)空白，為電池產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)提供統(tǒng)一、權(quán)威的評價依據(jù)。隨著新能源汽車和儲能系統(tǒng)在寒區(qū)應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，該標(biāo)準(zhǔn)不僅有助于提升產(chǎn)品質(zhì)量與安全性，還將推動低溫電池技術(shù)的創(chuàng)新與標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。未來，建議在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步開展以下工作：-推動與國際標(biāo)準(zhǔn)（如IEC、ISO）的對接與互認(rèn)；-結(jié)合人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立電池低溫性能數(shù)據(jù)庫與預(yù)測模型；-擴(kuò)展至更寬溫區(qū)（如超低溫-50℃及變溫工況）的測試方法研究。通過本標(biāo)準(zhǔn)的實施，將有效促進(jìn)我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，增強(qiáng)在全球市場中的技術(shù)話語權(quán)與競爭力。參考文獻(xiàn)[1]GB/T23365-2009,鋰離子電池用鈷酸鋰[2]GB/T37201-2018,鋰離子電池用