《低溫儲能鋰離子電池的技術(shù)要求及試驗方法》團體標準編制說明工作簡況任務(wù)來源根據(jù)2024年5月寧夏材料研究學(xué)會下發(fā)的寧材學(xué)字[2024]8號“關(guān)于2024年第一批《鈹鋁鑄件工業(yè)計算機層析成像（CT）檢測方法》等8項團體標準立項的通知”要求，團體標準《低溫儲能鋰離子電池的技術(shù)要求及試驗方法》由寧夏材料研究學(xué)會歸口，計劃編號為：T/NXCL2024008本標準主要起草單位為：博爾特新材料（銀川）有限公司、北方民族大學(xué)、國家能源集團寧夏煤業(yè)有限責任公司洗選中心、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、寧夏大學(xué)、山東科技大學(xué)、東莞理工學(xué)院、菏澤天宇鋰電能源科技有限公司、湖南蒙達新能源材料有限公司。1.2項目背景隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，對于低溫工況下使用的鋰離子電池需求快速提升。低溫儲能鋰離子電池主要應(yīng)用于軍工航天、車載設(shè)備、極地科考、應(yīng)急搶險、高寒儲能、電力通信、公共安全、醫(yī)療電子、鐵路、船舶、機器人、特種飛行器等領(lǐng)域。現(xiàn)行鋰離子電池國家標準主要針對-20~60℃溫度范圍內(nèi)的鋰離子電池技術(shù)要求進行了規(guī)范，尚缺乏-20℃以下溫度使用的鋰離子電池的技術(shù)規(guī)范。為此，寧夏材料研究學(xué)會聯(lián)合各相關(guān)單位起草了本標準。在本標準中，主要補充制定了低溫儲能場景下使用的鋰離子電池在-20℃、-30℃、-40℃和-50℃溫度下的技術(shù)要求及試驗方法。1.3主要起草單位和起草人員及所做工作本標準由博爾特新材料（銀川）有限公司、北方民族大學(xué)、國家能源集團寧夏煤業(yè)有限責任公司洗選中心、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、寧夏大學(xué)、山東科技大學(xué)、東莞理工學(xué)院、菏澤天宇鋰電能源科技有限公司、湖南蒙達新能源材料有限公司等多家產(chǎn)學(xué)研單位共同協(xié)作編制。企業(yè)單位提供生產(chǎn)實踐經(jīng)驗與市場需求數(shù)據(jù)，高校及科研機構(gòu)發(fā)揮理論研究與技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢，形成跨領(lǐng)域協(xié)同編制機制。王北平：統(tǒng)籌標準編制工作，負責整體框架設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)指標的審核，性能指標核定；王興蔚：主導(dǎo)低溫放電性能、循環(huán)性能等核心指標的技術(shù)論證；侯佼：負責試驗方法章節(jié)的起草與驗證方案設(shè)計；劉朋：組織行業(yè)調(diào)研與數(shù)據(jù)收集，分析國內(nèi)外相關(guān)標準差異；其他成員：分別承擔術(shù)語定義梳理、規(guī)范性引用文件核查、文本格式校對、低溫儲能電池抽樣組批測試、數(shù)據(jù)分析核對等工作。1.4主要工作過程a）立項階段2024年4月，博爾特新材料（銀川）有限公司、北方民族大學(xué)向?qū)幭牟牧涎芯繉W(xué)會提交了《低溫儲能鋰離子電池的技術(shù)要求及試驗方法》團體標準制訂的項目建議書、標準草案等材料。寧夏材料研究學(xué)會組織專家根據(jù)寧材學(xué)字[2024]04號《2024年度團體標準立項征集的公告》材料申報要求進行評審立項。2024年5月16日，寧夏材料研究學(xué)會發(fā)布了《關(guān)于2024年第一批《鈹鋁鑄件工業(yè)計算機層析成像（CT）檢測方法》等8項團體標準立項的通知》（寧材學(xué)字[2024]8號），正式下達該團體標準的制訂任務(wù)，標準名稱為《低溫儲能鋰離子電池的技術(shù)要求及試驗方法》，項目計劃編號為T/NXCL2024008，完成年限為2024年12月，技術(shù)歸口單位為寧夏材料研究學(xué)會。b）起草階段2024年4月上旬，成立了《低溫儲能鋰離子電池的技術(shù)要求及試驗方法》標準編制組，確定了各成員的工作職能和任務(wù)，制定了工作計劃和進度安排。2024年5月中旬，調(diào)研客戶提出的低溫儲能鋰離子電池的性能需求，并收集涉及低溫電池及材料的相關(guān)標準，分析不能滿足使用需求的痛點。2024年6月下旬，編制組完成低溫儲能鋰離子電池的各項檢測試驗，提交了團體標準《低溫儲能鋰離子電池的技術(shù)要求及試驗方法》。驗證樣品及驗證報告交中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、菏澤天宇鋰電能源科技有限公司、湖南蒙達新能源材料有限公司進行驗證。c）征求意見階段2025年4月下旬，就《低溫儲能鋰離子電池的技術(shù)要求及試驗方法》團體標準的標準文本和編制說明，征求寧夏碳谷能源科技股份有限公司、寧夏寧平志合新能源科技有限公司、青島新清榮新材料有限公司、四川乾潤新能源科技有限公司和內(nèi)蒙古錦疆能源科技有限公司等單位的意見。征集到建議或意見的共15條，詳見標準征求意見稿意見匯總處理表。標準編制的原則本標準遵循科學(xué)性、先進性、實用性原則?？茖W(xué)性：以大量低溫環(huán)境下的電池性能試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，確保技術(shù)指標客觀可靠；先進性：參考國際先進低溫電池技術(shù)，結(jié)合國內(nèi)行業(yè)創(chuàng)新成果，提升標準技術(shù)水平；實用性：緊密貼合軍工、儲能等實際應(yīng)用場景需求，明確可操作性的試驗方法。主要試驗或驗證結(jié)果為驗證標準中技術(shù)指標的合理性與可行性，編制組選取3種典型單體蓄電池（額定容量分別為10Ah、20Ah、50Ah）和3種蓄電池模塊（額定容量分別為100Ah、200Ah、300Ah）進行了系統(tǒng)性試驗驗證，主要結(jié)果如下：3.1低溫放電容量驗證在-20℃、-30℃、-40℃、-50℃溫度下進行放電容量測試。結(jié)果顯示：單體蓄電池在-20℃、-30℃、-40℃、-50℃時放電比容量均在初始放電容量的97%、92%、87%、82%以上，均符合標準規(guī)定，具體數(shù)據(jù)見表1。蓄電池模塊在-20℃、-30℃、-40℃、-50℃時放電比容量均在初始放電容量的95%、90%、85%、75%以上，均符合標準規(guī)定，具體數(shù)據(jù)見表1。表1典型單體蓄電池、蓄電池模塊低溫放電容量保持率電池編號容量保持率（%）-20℃-30℃-40℃-50℃1#（10Ah）99.294.589.384.12#（20Ah）98.794.188.983.73#（50Ah）97.292.587.482.34#（100Ah）97.692.887.578.25#（200Ah）96.691.786.676.86#（300Ah）95.390.485.275.33.2低溫倍率放電性能驗證對上述樣品進行3I1電流下的低溫倍率放電測試，結(jié)果表明：單體蓄電池在-20℃、-30℃、-40℃、-50℃時放電比容量均在初始放電容量的92%、87%、82%、75%以上，符合標準要求，具體數(shù)據(jù)見表2。蓄電池模塊在-20℃、-30℃、-40℃、-50℃時放電比容量均在初始放電容量的90%、85%、80%、70%以上，符合標準要求，具體數(shù)據(jù)見表2。表2典型單體蓄電池、蓄電池模塊在3I1電流下低溫放電容量保持率電池編號容量保持率（%）-20℃-30℃-40℃-50℃1#（10Ah）93.889.283.579.02#（20Ah）93.288.783.078.63#（50Ah）92.287.182.377.24#（100Ah）92.386.781.972.55#（200Ah）91.386.081.171.86#（300Ah）90.185.280.270.33.3低溫循環(huán)性能驗證針對單體蓄電池和蓄電池模塊在-20℃和-30℃下進行循環(huán)性能測試：單體蓄電池在-20℃循環(huán)500圈后，放電比容量不低于首周的85%；在-30℃循環(huán)500圈后，放電比容量不低于首周的75%，驗證了標準中循環(huán)性能指標的合理性，詳見圖1。蓄電池模塊在-20℃循環(huán)500圈后，放電比容量不低于首周的80%；在-30℃循環(huán)300圈后，放電比容量不低于首周的70%，驗證了標準中循環(huán)性能指標的合理性，詳見圖1。圖1典型單體蓄電池、蓄電池模塊在-20℃、-30℃下循環(huán)500周容量保持率3.4低溫荷電保持與容量恢復(fù)能力驗證測試結(jié)果顯示，單體蓄電池和蓄電池模塊在各低溫下的荷電保持率和容量恢復(fù)率均達到標準規(guī)定值。例如，單體蓄電池在-20℃時荷電保持率在85%以上，容量恢復(fù)率90%以上，說明標準設(shè)定的指標符合實際產(chǎn)品性能，具體數(shù)據(jù)見表3。表3典型單體蓄電池、蓄電池模塊低溫下的荷電保持率和容量恢復(fù)率電池編號荷電保持率（%）容量恢復(fù)率（%）-20℃-50℃-20℃-50℃1#（10Ah）88.568.292.372.12#（20Ah）88.067.792.071.83#（50Ah）87.367.391.671.54#（100Ah）86.666.591.271.15#（200Ah）85.965.890.770.76#（300Ah）85.365.390.470.33.5低溫儲存能力驗證經(jīng)28天低溫儲存后，所有樣品均無膨脹、變形、漏液或破裂現(xiàn)象，容量恢復(fù)率均滿足標準要求。其中單體蓄電池和蓄電池模塊在-20℃時容量恢復(fù)率均在90%以上、-50℃時容量恢復(fù)率均在70%以上，驗證了標準中低溫儲存能力指標的可行性，具體數(shù)據(jù)見表4。表4典型單體蓄電池、蓄電池模塊低溫儲存28天后容量恢復(fù)率電池編號容量恢復(fù)率（%）-20℃-50℃1#（10Ah）93.572.82#（20Ah）93.372.53#（50Ah）93.072.14#（100Ah）92.771.55#（200Ah）91.671.06#（300Ah）90.870.5知識產(chǎn)權(quán)情況說明本文件不涉及專利問題。預(yù)期達到的社會效益等情況規(guī)范市場秩序：明確低溫儲能鋰離子電池在-20℃以下極端溫度環(huán)境的技術(shù)要求和試驗方法，為生產(chǎn)企業(yè)提供統(tǒng)一的質(zhì)量控制依據(jù)，避免因標準缺失導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊問題，促進市場公平競爭。推動技術(shù)創(chuàng)新：標準中嚴格的低溫性能指標將引導(dǎo)企業(yè)加大研發(fā)投入，專注于提升電池在極端低溫下的放電容量、循環(huán)壽命等關(guān)鍵性能，推動低溫儲能電池材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計及制造工藝的技術(shù)創(chuàng)新，提升我國在該領(lǐng)域的技術(shù)水平。保障應(yīng)用安全：針對低溫儲能電池應(yīng)用場景的特殊性，標準對電池的外觀、漏液、破裂等安全性能提出要求，同時規(guī)范了試驗條件和方法，有助于確保電池在軍工航天、極地科考、應(yīng)急搶險等重要領(lǐng)域的安全可靠運行，降低安全風險。拓展應(yīng)用領(lǐng)域：統(tǒng)一的標準將增強市場對低溫儲能鋰離子電池的認可度，促進其在高寒儲能、電力通信、特種飛行器等更多領(lǐng)域的應(yīng)用，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為國民經(jīng)濟發(fā)展提供有力支撐。提升行業(yè)競爭力：本標準在參考國際先進標準的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國實際情況進行了本土化改進，部分指標高于國際同類標準，有助于提升我國低溫儲能鋰離子電池產(chǎn)品的國際競爭力，推動產(chǎn)品走向國際市場。采用國際標準和國外先進標準的情況本標準在結(jié)構(gòu)和內(nèi)容上參考了IEC62660（電動汽車用鋰離子電池）、UL1642（鋰電池安全標準）等國際標準，結(jié)合我國低溫儲能電池應(yīng)用特點，對低溫性能測試方法進行本土化改進，屬于非等效采用。在-40℃以下超低溫性能指標方面，本標準要求高于國際同類標準。與現(xiàn)行法律、法規(guī)、強制性國家標準及相關(guān)標準協(xié)調(diào)配套情況本文件與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性國家標準沒有沖突。本標準新增-20℃以下溫度區(qū)間的性能要求與試驗方法，填補了現(xiàn)行國家標準在極端低溫領(lǐng)域的空白。與現(xiàn)有標準相比，在低溫放電容量、循環(huán)壽命等指標上提出更嚴格要求，同時細化了單體電池與電池模塊的差異化測試流程，整體技術(shù)水平達到國內(nèi)同類標準先進水平。重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)編制組嚴格按照既定編制原則進行編寫，本文件制訂過程中未發(fā)生重大的分歧意見。標準作為強制性或推薦性標準的建議本標準建議作為推薦性團體標準，供相關(guān)組織參考采用。貫徹標準的要求和措施建議本文件規(guī)范了低溫儲能電池技術(shù)要求和試驗方法，有利于低溫電池技術(shù)水平的提升。生產(chǎn)企業(yè)和相關(guān)部門、單位應(yīng)按照產(chǎn)品質(zhì)量