鋰離子電池燃爆危險(xiǎn)性測(cè)試與分級(jí)方法2025年1月24日發(fā)布2025年2月20日實(shí)施I I 2規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 13.1火災(zāi)危險(xiǎn)性firehazards 13.2荷電狀態(tài)stateofcharge 3.4熱釋放速率heatreleaserate 13.5爆炸下限lowerexplosionlimit 3.6爆炸指數(shù)explosionInde 4實(shí)驗(yàn)條件 4.1環(huán)境條件 14.2電池樣品充放電條件 24.3儀器設(shè)備 25實(shí)驗(yàn)步驟 5.1電池火災(zāi)危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)步驟 25.2電池?zé)崾Э禺a(chǎn)氣危險(xiǎn)性試驗(yàn)步驟 5.3電池爆炸危害試驗(yàn)步驟 6危險(xiǎn)性分級(jí) 46.1火災(zāi)危險(xiǎn)性分級(jí) 46.2熱失控產(chǎn)氣危險(xiǎn)性分級(jí) 46.3爆炸危險(xiǎn)性分級(jí) 本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國化學(xué)與物理電源協(xié)會(huì)提出并歸口。本文件主要起草單位：中國汽車技術(shù)研究中心有限公司、應(yīng)急管理部上海消防研究所。本文件參與起草單位：中汽研新能源汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司、深圳市比亞迪鋰電池有限公司、蜂巢能源科技(無錫)有限公司、泛亞汽車技術(shù)中心有限公司、北京車和家汽車科技有限公司、欣旺達(dá)動(dòng)力科技股份有限公司、中汽研汽車檢驗(yàn)中心(常州)有限公司、極氪汽車(寧波杭州灣新區(qū))有限公司、北京理工大學(xué)、小米汽車科技有限公司、新興際華(北京)智能裝備技術(shù)研究院有限公司、中汽研汽車檢驗(yàn)中心(廣州)有限公司、東北電力大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、華晨寶馬汽車有限公司、大眾汽車(中國)科技有限公司、中汽研汽車檢驗(yàn)中心(武漢)有限公司、惠州億緯鋰能股份有限公司、北京國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司、同濟(jì)大學(xué)、煤炭科學(xué)研究總院有限公司等。本文件主要起草人：馬天翼、黃昊、張磊、王芳、孫華軍、劉磊、姜成龍、韓麗瓊、李玉鵬、陳立鐸、陳文濤、馬彪、張寶強(qiáng)、徐月、韓策、王高武、林文生、劉建、劉倩雨、廉麗琴、陳濤、趙亮、高占輝、盧盛鵬、王起亮、方偉、沈強(qiáng)、柳志民、張亞軍、廖豐行、何波、董文楷、張紅燭、宋冬冬、郭躍、劉三兵、李建威、愈程、石品品、華腸、羅運(yùn)俊、楊曉霞、王瀛洲、馬建民、劉新華、周思達(dá)、熊寬、薛洪亮、黃歡、劉勇、王睿翔、胡圓圓、劉士玉、宗磊、朱峰、朱建功、王學(xué)遠(yuǎn)、姜波、吳兵。本文件為首次發(fā)布。本文件為首次發(fā)布。1鋰離子電池燃爆危險(xiǎn)性測(cè)試與分級(jí)方法僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件，不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本GB38031-2020電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求3.4熱釋放速率heatrelease由容器容積V的立方根和爆炸時(shí)最大壓力上升速率(dp/dt)?的乘積。24.1環(huán)境條件除另有規(guī)定，試驗(yàn)應(yīng)在溫度為20±5℃,相對(duì)濕度為15%～90%,大氣壓力為86kPa～106kPa的在環(huán)境溫度為20±5℃的條件下，以制造商規(guī)定的且不低于1/3C的電流放電至放電終止電壓，靜置30min或制造商規(guī)定的時(shí)間，然后以制造商規(guī)定的且不低于1/3C的電流充電至規(guī)定的截止條件，靜置30min或制造商規(guī)定的時(shí)間，并在24小時(shí)內(nèi)完成電池燃爆危險(xiǎn)性測(cè)試。熱電偶：精度為±1℃,傳感器尖端直徑不應(yīng)超過1mm;溫度控制器：采集溫度與預(yù)設(shè)程序溫度相差不超過2℃;電池?zé)崾Э囟ㄈ菰囼?yàn)罐：耐壓強(qiáng)度不低于2.0MPa,容積為0.3—5.0m3;低速壓力傳感器：量程為0-2.0MPa,精度不低于0.25%,采樣頻率不低于1Hz;高速壓力傳感器：量程為0-2.0MPa,精度不低于0.25%,采樣頻率不低于1000Hz。1)確定火災(zāi)觸發(fā)對(duì)象：火災(zāi)觸發(fā)電池單體熱失控產(chǎn)生的熱量應(yīng)非常容易傳遞至相鄰單體鋰離子電2)在觸發(fā)鋰離子電池加熱面中心位置布置2個(gè)熱電偶(T1、T2),背面中心布置1個(gè)熱電偶(T3),將電池及等加熱面尺寸的導(dǎo)熱石墨、加熱板/膜緊密固定；若試驗(yàn)對(duì)象為電池單體，3)將鋰離子電池放置于升降平臺(tái)上，通過調(diào)節(jié)升降平臺(tái)的高度，使得電池?zé)崾Э睾蟮臒煔?、火?)采用基于鋰離子電池加熱面實(shí)時(shí)溫度(T1)反饋的程序升溫模式觸發(fā)電池?zé)崾Э?，溫度控制器控制器的控溫誤差不大于2℃;5)鋰離子電池?zé)崾Э丶訜岢绦驗(yàn)椋弘姵匾?±1℃/min的速率加熱至120℃,恒溫保持10min,再以5±1℃/min的速率加熱至130℃,恒溫保持10min,如此循環(huán)加熱、保溫直到電池發(fā)生熱失控，溫升臺(tái)階為10℃;6)鋰離子電池的熱失控溫度TO判定方法為：若電池在恒溫過程中發(fā)生熱失控，則熱失控溫度為恒溫溫度減5℃,若電池在升溫階段發(fā)生熱失控，則熱失控時(shí)加熱面溫度即為熱失控溫度；7)鋰離子電池發(fā)生熱失控的判定條件為：(a)電池電壓下降超過初始電壓的25%,(b)背面中心38)采用基于耗氧原理的量熱儀測(cè)量鋰離子電池火災(zāi)的熱釋放速率，獲取最大1)確定火災(zāi)觸發(fā)對(duì)象：火災(zāi)觸發(fā)電池單體熱失控產(chǎn)生的熱量應(yīng)非常容易傳遞至相鄰單體鋰離子電2)在觸發(fā)鋰離子電池加熱面中心位置布置2個(gè)熱電偶(T1、T2),背面中心布置1個(gè)熱電偶(T3),將電池及等加熱面尺寸的導(dǎo)熱石墨、加熱板/膜緊密固定；若試驗(yàn)對(duì)象為電池單體，則通過夾具用3)將電池置于定容實(shí)驗(yàn)罐中，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)罐，將試驗(yàn)罐抽至真空度大于950Pa,停泵，5min內(nèi)壓升不得大于133Pa;4)向定容實(shí)驗(yàn)罐內(nèi)注入含量為99.9%的氮?dú)?，至?nèi)部氣壓為101325Pa;5)重復(fù)步驟3和步驟4兩次；6)采用基于鋰離子電池加熱面實(shí)時(shí)溫度(T1)反饋的程序升溫模式觸發(fā)電池?zé)崾Э?，溫度控制器控制器的控溫誤差不大于2℃;7)鋰離子電池?zé)崾Э丶訜岢绦驗(yàn)椋弘姵匾?±1℃/min的速率加熱至120℃,恒溫保持10min,再以5±1℃/min的速率加熱至130℃,恒溫保持10min,如此循環(huán)加熱、保溫直到電池發(fā)生熱失控，溫升臺(tái)階為10℃;8)鋰離子電池發(fā)生熱失控的判定條件為：(a)電池電壓下降超過初始電壓的25%,(b)背面中心9)待定容實(shí)驗(yàn)罐內(nèi)部溫度降至室溫后，使用氣體采樣袋采集電池?zé)崾Э貧怏w；10)利用排水法計(jì)算電池?zé)崾Э禺a(chǎn)生的氣體體積；11)采用氣相色譜儀分析采氣袋中氣體的組分及含量，典型的熱失控氣體包括氫氣、一12)利用勒夏特列(LeChatelier)方程計(jì)算電池?zé)崾Э貧怏w的爆炸下限。5.3電池爆炸危害試驗(yàn)測(cè)試方法1)確定火災(zāi)觸發(fā)對(duì)象：火災(zāi)觸發(fā)電池單體熱失控產(chǎn)生的熱量應(yīng)非常容易傳遞至相鄰單體鋰離子電2)在觸發(fā)鋰離子電池加熱面中心位置布置2個(gè)熱電偶(T1、T2),背面中心布置1個(gè)熱電偶(T3),將電池及等加熱面尺寸的導(dǎo)熱石墨、加熱板/膜緊密固定；若試驗(yàn)對(duì)象為電池單體，則通過夾具用2Nm4或廠商規(guī)定的的扭力擠壓固定；3)將電池置于定容實(shí)驗(yàn)罐中，并在電池泄壓閥正上方10cm處布置電點(diǎn)火裝置，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)罐，將試驗(yàn)罐抽至真空度大于950Pa,停泵，5min內(nèi)壓升不得大于133Pa;4)向定容實(shí)驗(yàn)罐內(nèi)注入空氣，至內(nèi)部氣壓為101325Pa;通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反饋溫度，以確保電池加熱面溫度按設(shè)定程序上升，直至發(fā)生熱失控，關(guān)閉加熱器，溫度7)鋰離子電池發(fā)生熱失控的判定條件為：(a)電池電壓下降超過初始電壓的25%,(b)背面中心T3溫升速率≥1℃/min,且超過3s;當(dāng)(a)和(b)同時(shí)滿足時(shí)判定發(fā)生熱失控；點(diǎn)火裝置，直至熱失控氣體被點(diǎn)燃，采用高速壓力傳感器測(cè)量定容試驗(yàn)罐內(nèi)的壓力；V為定容試驗(yàn)罐的容積，m3;為最大壓力上升速率，MPa/s。6危險(xiǎn)性分級(jí)6.1火災(zāi)危險(xiǎn)性分級(jí)基于風(fēng)險(xiǎn)矩陣，獲得鋰離子電池火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)，最大熱釋放速圖1鋰離子電池火災(zāi)危險(xiǎn)性分級(jí)方法6.2熱失控產(chǎn)氣危險(xiǎn)性分級(jí)熱失控溫5放量(L)