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要點回顧

GB/T 36276-2018《電力儲能用鋰離子電池》標準自2018年正式發(fā)布實施以來，有效促進了電力儲能及鋰離子電池行業(yè)朝著合規(guī)有序的方向發(fā)展。過去5年，隨著電化學儲能規(guī)模的快速擴張，儲能用鋰電池技術取得了顯著進步，同時電池的應用場景更加復雜，為此國家市場監(jiān)督管理局和國家標準化管理委員會于2023年12月28日發(fā)布新版GB/T 36276-2023《電力儲能用鋰離子電池》，并于2024年07月01日起正式實施。新國標增加了過載、振動、高海拔絕緣性與耐壓性能等六項安全性能試驗，并刪改了多項試驗的測試方法以及技術要求。特別地，新國標對熱安全性能試驗中的絕熱溫升特性試驗進行了較大改動，修正了舊版試驗方法存在的試驗流程不明確、技術要求不合理、數(shù)據(jù)指導價值較低等問題。
本文重點通過實測數(shù)據(jù)比較和解讀新舊國標絕熱溫升試驗方法的設計邏輯，闡釋新方法的合理性，便于行業(yè)用戶對新國標要求進行理解并順利開展實驗。

調整內容

GB/T 36276-2023《電力儲能用鋰離子電池》與GB/T 36276-2018版標準的絕熱溫升特性試驗要求對比：

2023版

6.7.4.1 絕熱溫升特性試驗
電池單體絕熱溫升特性試驗按照下列步驟進行：a) 將按照 6.2.4.1.1完成了初始化充電的試驗樣品置于絕熱模擬裝置內，連接溫度數(shù)據(jù)采樣線；b) 設置絕熱模擬裝置試驗起始溫度為 40 ℃、試驗溫升步長為5℃、試驗終止溫度為 130 ℃、溫度數(shù)據(jù)采樣周期為 0.01 min；c) 加熱試驗樣品至表面溫度達到 40 ℃時保持當前溫度，靜置5 h，記錄時間、溫度；d) 繼續(xù)加熱試驗樣品至表面溫度達到 45 ℃時保持當前溫度，靜置1h，記錄時間、溫度；e) 控制試驗裝置恒定當前溫度 20min，記錄時間、溫度，計算溫升速率；f) 以5℃為步長逐次遞增試驗樣品表面溫度至130℃，重復步驟 d)~e)；g) 停止加熱，待試驗樣品表面溫度恢復至室溫，拆除數(shù)據(jù)采樣線，取出試驗樣品；h) 記錄試驗現(xiàn)象，包括膨脹、漏液、冒煙、起火、爆炸、外殼破裂及破裂位置；i) 重復步驟 a)~h)至所有試驗樣品完成試驗。

2018版

A.2.8 絕熱溫升試驗
電池單體絕熱溫升試驗按照下列步驟進行：a) 電池單體初始化充電；b) 將絕熱加速量熱裝置的起始溫度設定為 40 ℃、終止溫度設定為 130 ℃，啟動裝置，待溫度達到 40℃ 時保持溫度恒定，將電池單體放入絕熱腔體擱置 5h；c) 加熱裝置以 0.5 ℃/min 的速率升溫，加熱幅度每達到 10 ℃時保持當前溫度恒定20min，裝置的溫度準確度推薦為±0.2 ℃，升溫速率準確度推薦為±0.02℃/min；d) 實時監(jiān)測電池單體表面中心點的溫度，溫度數(shù)據(jù)采樣周期不應大于 10ms，溫度傳感器準確度應為±0.05℃；e) 參見附錄B表B.6 記錄不同溫度恒定階段的溫度點對應的電池單體溫升速率；根據(jù)記錄的試驗數(shù)據(jù)作溫度-電池單體溫升速率曲線。

2023版

5.6.4.1 絕熱溫升特性
電池單體絕熱溫升特性應滿足下列要求：a) 表面溫度小于或等于電池單體高溫一級報警溫度時，溫升速率小于 0.02 ℃/min;b) 不起火，不爆炸，不在防爆閥或泄壓點之外的位置發(fā)生破裂。

2018版

5.2.1.5 絕熱溫升

應提供絕熱條件下電池單體不同溫度點對應的溫升速率數(shù)據(jù)表,且應提供根據(jù)記錄的試驗數(shù)據(jù)作出的溫度-溫升速率曲線。

2023版

6.1.2.4 絕熱模擬裝置
絕熱模擬裝置主要技術指標應滿足表5要求。

表1 絕熱溫升試驗技術要求對比

分析新國標試驗方法的調整內容，可以總結以下幾個方面變化：

01 試驗方法更貼近HWS模式

試驗方法更貼近在行業(yè)內受到普遍認可且成熟可靠的HWS電池絕熱熱失控測試方法，表征電池自放熱特性更具科學性；

02 首次明確電池檢驗合格標準

首次明確了電池試樣的檢驗合格標準，將絕熱溫升特性判定結論與生產廠家提供的安全預警條件相關聯(lián)，標準要求更合理、更具有可執(zhí)行性；

03 首次明確測量裝置技術指標

首次明確了測量裝置的技術指標要求，需使用具備絕熱試驗功能的電池絕熱量熱儀等絕熱模擬裝置，規(guī)避了行業(yè)內使用烘箱等難以達到絕熱條件的不規(guī)范設備應對試驗。

04 試驗方法和記錄內容更完善

試驗方法和記錄內容更完善，除檢測電池溫升速率外，明確需觀察實驗中電池出現(xiàn)的現(xiàn)象，從而綜合評估電池的熱安全性。

數(shù)據(jù)對比

1.樣品準備

實驗樣品：280Ah磷酸鐵鋰電芯*2。

2.實驗條件

實驗儀器：杭州仰儀科技有限公司BAC-420A大型電池絕熱量熱儀；
工作模式：絕熱溫升模式-2018，絕熱溫升模式-2023；
環(huán)境溫度：20±3℃。

3. 實驗結果

圖3 (a)GB/T 36276-2018和(b)GB/T 36276-2023絕熱溫升特性試驗電池升溫曲線

圖4 (a)GB/T 36276-2018和(b)GB/T 36276-2023絕熱溫升特性試驗電池溫升速率-溫度曲線

表2 電池單體絕熱溫升特性試驗數(shù)據(jù)記錄表

執(zhí)行舊國標絕熱溫升試驗時，由于僅規(guī)定程序控制絕熱加速量熱裝置的溫度，而電池樣品由于自身熱容較大升溫相對滯后，從而導致電池樣品與絕熱量熱儀爐體之間的溫差較大（如圖3a），爐體對電池樣品存在嚴重的過加熱現(xiàn)象，測定得到的不同溫度點對應的電池溫升速率明顯偏大，如圖4a和表2所示；而新國標規(guī)避了上述問題，明確電池樣品需達到目標臺階溫度后繼續(xù)恒溫60min，使電池在絕熱模擬裝置中處于良好的絕熱環(huán)境后再繼續(xù)搜尋20min，檢測其溫升速率。如圖4b所示，此時測定得到的電池溫升速率完全取決于電池內部自放熱反應，能夠反映電池在目標溫度下的副反應、自放電速率和表觀反應動力學特征，科學地表征其熱穩(wěn)定性，對于電力儲能行業(yè)用鋰離子電池在使用中的熱管理和安全預警更加具有指導意義。

圖5 GB/T 36276-2023絕熱溫升特性試驗升溫曲線局部特征:(a)首臺階；(b)速率檢測臺階

新國標絕熱溫升特性試驗在電池單體達到首臺階目標溫度40℃后需保持恒定5h（圖5a），從而使電池內外部溫度充分達到平衡；另一方面，如圖5b，新國標試驗臺階溫升步長設置為5℃，每個臺階溫度平衡1h后繼續(xù)搜尋20min，計算20min內的溫升速率，該款電芯溫升速率達到0.02℃/min對應的溫度臺階為105℃，該溫度應大于電池廠商宣稱的電池單體高溫一級報警溫度。

結論與展望

根據(jù)分析與實測結果，GB/T 36276-2023《電力儲能用鋰離子電池》絕熱溫升特性試驗能夠科學、準確地測定電池在絕熱環(huán)境中的自放熱溫升速率，為電力儲能相關行業(yè)更安全地使用鋰離子電池提供指導。