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1、 ICS 29.220.01 CCS SPSTS K 82 深 圳 市 电 源 技 术 学 会 团 体 标 准 T/SPSTS 0232022 固态锂电池电性能要求及测试方法 全固态锂电池 Electrical performance requirements and test methods for all-solid-state lithium batteries 2022-11-08 发布 2022-11-08 实施 深圳市电源技术学会 发 布 SPSTSSPSTST/SPSTS 0232022 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 符号.2 5
2、 要求.2 6 试验方法.3 7 检验规则.9 8 标志、包装、运输、贮存与质量说明书.9 9 订货单（或合同）内容.10 参考文献.11 SPSTST/SPSTS 0232022 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由深圳市电源技术学会提出并归口。本文件起草单位：清华大学深圳国际研究生院、北京卫蓝新能源科技有限公司、南方科技大学、中国科学院物理研究所、深圳市比亚迪锂电池有限公司、中国科学院上海硅酸盐研究所、北京海博思创科技股份有限公司、中南大学、
3、天津大学、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、深圳市清新电源研究院、青岛大学、深圳新宙邦科技股份有限公司、宁德新能源科技有限公司、中山大学、深圳市电源技术学会、深圳天溯计量检测股份有限公司。本文件主要起草人：贺艳兵、李泓、邓永红、陈立坤、郭姿珠、温兆银、唐有根、李宝华、杨全红、郭向欣、钱昊、王垒、褚晓荣、高宁、姚银霞、王呈睿、张哲旭、夏悦、王俪颖、杨琪、杨进、刘中波、胡乔舒、吴丁财、王海燕、王军、唐江龙、靳俊、吴士超、彪捷、李松、史沛然、王翠翠、杨科、米金硕、安旭飞、李志科、林晓倩、石霞、杨元金、邓军、康飞宇。SPSTST/SPSTS 0232022 固态锂电池电性能要求及测试方法 全固态锂电
4、池 1 范围 本文件规定了固态电解质体系为聚合物固态电解质、无机固态电解质及两者复合固态电解质的全固态锂电池的电性能要求、试验方法和检验规则、标志、包装、运输、贮存与质量说明书以及订货单（或合同）内容。本文件适用于车载动力全固态锂电池、3C产品用全固态锂电池以及其他全固态锂电池。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 2900.412008 电工术语 原电池和蓄电池 GB/T 8897.2 原电池 第2部分：外形尺寸和电性
5、能要求 T/SPSTS 0192021 固态锂电池用固态电解质性能要求及测试方法 无机氧化物固态电解质 T/SPSTS 0202021 固态锂电池用固态电解质性能要求及测试方法 聚合物及复合固态电解质 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。无机固态电解质 inorganic solid-state electrolyte 成分为无机化合物（如：氧化物、硫化物、卤化物等无机化合物）的固态电解质。来源：T/SPSTS 0192021，3.3 聚合物及复合固态电解质 polymer and composite solid-state electrolyte 成分为聚合物或聚合物主体与无机固态电
6、解质组分复合的固态电解质。来源：T/SPSTS 0202021，3.3 全固态锂电池 all-solid-state lithium battery 指使用固态电极和固态电解质的锂电池体系，即电芯在工作温度范围内，不含有任何质量及体积分数的液体电解质。全固态锂电池单体 all-solid-state lithium cell 全固态锂电池的基本单元装置，包括电极、固态电解质、外壳和端子，并被设计成可充放电的结构单元。SPSTST/SPSTS 0232022 全固态锂电池组 all-solid-state lithium battery pack 将一个以上全固态锂电池单体按照串联、并联或串并联
7、方式组合，且只有一对正负极输出端子，并作为电源使用的组合体。终止电压 end-point voltage；EV 规定的电池放电终止时的闭路电压。来源：GB/T 8897.22013，3.1.2 额定容量 rated capacity 完全充电的全固态锂电池在工作温度下以I10（A）电流放电，达到终止电压时所放出的容量（Ah）。额定能量 rated energy 完全充电的全固态锂电池在工作温度下以I10（A）电流放电，达到终止电压时所放出的能量（Wh）。初始容量 initial capacity 新出厂的动力全固态锂电池，在工作温度下，完全充电后，以I10（A）电流放电至企业规定的放电终止条件
8、时所放出的容量（Ah）。荷电保持与容量恢复能力 charge retention and capacity recovery 电池在规定条件下的开路状态保持容量和恢复容量的能力。来源：GB/T 2900.412008，482-03-35，有修改 4 符号 下列符号适用于本文件。C1：1小时率额定容量（Ah）。I1：1小时率放电电流（A）。C10：10小时率额定容量（Ah）。I10：10小时率放电电流（A）。5 要求 应用聚合物及复合固态电解质的全固态锂电池单体技术参数应符合表 1 的要求。表1 应用聚合物及复合固态电解质的全固态锂电池单体技术参数要求 序号 检验项目 指标 试验方法 1 外观
9、全固态锂电池应无变形及裂纹，表面应无毛刺、干燥、无外伤、无污物，且宜有清晰、正确的标志 6.3.1 SPSTST/SPSTS 0232022 序号 检验项目 指标 试验方法 2 极性 端子极性标识应正确、清晰 6.3.2 3 外观尺寸及质量 外形尺寸、质量应符合企业提供的产品技术条件 6.3.3 4 高温放电容量（初始容量）应不低于额定容量，并且不超过额定容量的 110%，同时所有测试对象初始容量极差不大于初始容量平均值的 5%6.3.5 5 室温放电容量 应不低于初始容量的 20%6.3.6 6 高温倍率放电容量 5I10 应不低于初始容量的 85%6.3.7.1 I1 应不低于初始容量的
10、70%6.3.7.2 7 高温倍率充电性能 2I10 应不低于初始容量的 85%6.3.8.1 5I10 应不低于初始容量的 70%6.3.8.2 8 标准循环寿命 高温循环次数达到 200 次时放电容量不应低于初始容量的 70%6.3.9 9 荷电保持与容量恢复能力 高温荷电保持率应不低于初始容量的 90%，容量恢复应不低于初始容量的 95%6.3.10 应用无机固态电解质的全固态锂电池技术参数应符合表 2 的要求。表2 应用无机固态电解质的全固态锂电池单体技术参数要求 序号 检验项目 指标 试验方法 1 外观 全固态锂电池应无变形及裂纹，表面应无毛刺、干燥、无外伤、无污物，且宜有清晰、正确
11、的标志 6.4.1 2 极性 端子极性标识应正确、清晰 6.4.2 3 外观尺寸及质量 外形尺寸、质量应符合企业提供的产品技术条件 6.4.3 4 室温放电容量（初始容量）应不低于额定容量，并且不超过额定容量的 110%，同时所有测试对象初始容量极差不大于初始容量平均值的 5%6.4.5 5 低温放电容量 应不低于初始容量的 60%6.4.6 6 高温放电容量 应不低于初始容量的 95%6.4.7 7 室温倍率放电容量 I1 应不低于初始容量的 80%6.4.8.1 2I1 应不低于初始容量的 60%6.4.8.2 8 室温倍率充电性能 5I10 应不低于初始容量的 80%6.4.9.1 I1
12、 应不低于初始容量的 60%6.4.9.2 9 标准循环寿命 循环次数达到 300 次时放电容量不应低于初始容量的 70%6.4.10 10 荷电保持与容量恢复能力 室温及高温荷电保持率应不低于初始容量的 90%，容量恢复应不低于初始容量的 95%6.4.11 6 试验方法 试验条件 6.1.1 环境条件 除另有规定外，试验应在温度为25 2，相对湿度为15%90%，大气压力为86 kPa106 kPa的环境中进行。本文件所提到的高温是指60 2，本文件所提到的室温是指25 2。6.1.2 测量仪器仪表准确度 SPSTST/SPSTS 0232022 测量仪器、仪表准确度应满足以下要求：电压测
13、量装置：不低于 0.5 级；电压测量装置：不低于0.5级；电流测量装置：不低于0.5级；温度测量装置：0.5；时间测量装置：0.1%FS；尺寸测量装置：0.1%FS；质量测量装置：0.1%FS。试验程序 6.2.1 按本程序进行的试验应连续进行。6.2.2 应用聚合物及复合固态电解质的全固态锂电池单体试验程序见表 3。表 3 应用聚合物及复合固态电解质的全固态锂电池单体试验程序 序号 检验项目 试验方法 1 外观 6.3.1 2 极性 6.3.2 3 外观尺寸及质量 6.3.3 4 高温放电容量 6.3.5 5 室温放电容量 6.3.6 6 高温倍率放电容量 6.3.7 7 高温倍率充电性能
14、6.3.8 8 标准循环寿命 6.3.9 9 荷电保持与容量恢复能力 6.3.10 6.2.3 应用无机固态电解质的全固态锂电池单体试验程序见表 4。表 4 应用无机固态电解质的全固态锂电池单体试验程序 序号 检验项目 试验方法 1 外观 6.4.1 2 极性 6.4.2 3 外观尺寸及质量 6.4.3 4 室温放电容量 6.4.5 5 低温放电容量 6.4.6 6 高温放电容量 6.4.7 7 室温倍率放电容量 6.4.8 8 室温倍率充电性能 6.4.9 9 标准循环寿命 6.4.10 SPSTST/SPSTS 0232022 序号 检验项目 试验方法 10 荷电保持与容量恢复能力 6.4
15、.11 应用聚合物及复合固态电解质的全固态锂电池单体试验 6.3.1 外观 在良好的光线条件下，用目测法检查应用聚合物及复合固态电解质的全固态锂电池单体的外观。6.3.2 极性 用电压表检测应用聚合物及复合固态电解质的全固态锂电池单体极性。6.3.3 外观尺寸和质量 用量具和衡器测量应用聚合物及复合固态电解质的全固态锂电池单体的外观尺寸及质量。6.3.4 应用聚合物及复合固态电解质的全固态锂电池单体充电 高温下，单体电池先以I10（A）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，搁置1 h（或企业提供的不大于1h的搁置时间），然后按企业提供的充电方法进行充电。若企业未提供充电方法，则依据以下方
16、法充电：高温下，以I10（A）电流恒流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.5I10（A）时停止充电，充电后搁置1 h（或企业提供的不高于1 h的搁置时间）。6.3.5 高温放电容量（初始容量）高温放电容量试验按照如下步骤进行：a)单体电池按 6.3.4 方法充电；b)高温下，单体电池以 I10（A）电流放电至单体电池电压达到企业技术条件中规定的放电终止电压；c)计量放电容量（以 Ah 计）和放电比能量（以 Wh/kg 计）；d)重复步骤 a）c）5 次，当连续 3 次试验结果的极差小于额定容量的 3%，可提前结束试验，取最后 3 次试验结果平均值。6.3.6
17、室温放电容量 按照如下步骤测试室温放电容量：a)单体电池按 6.3.4 方法充电，在室温下搁置 5 小时；b)室温下，单体电池以 I10（A）电流放电，直到放电至企业技术条件中规定的放电终止电压；c)计量放电容量（以 Ah 计）。6.3.7 高温倍率放电性能 6.3.7.1 5I10放电性能 a)单体电池按 6.3.4 方法充电；b)高温下，单体电池以 5I10（A）（最大电流不超过 400 A）电流放电，直至电压达到放电终止电压；c)计量放电容量（以 Ah 计）。6.3.7.2 I1放电性能 a)单体电池按 6.3.4 方法充电；b)高温下，单体电池以 I1（A）（最大电流不超过 400 A
18、）电流放电，直至电压达到放电终止电压；SPSTST/SPSTS 0232022 c)计量放电容量（以 Ah 计）。6.3.8 高温倍率充电性能 6.3.8.1 2I10充电性能 a)单体电池在高温下搁置 5 h，以 I10（A）电流放电至电池电压达到放电终止电压，静置 1h；b)高温下，单体电池以 2I10（A）（最大电流不超过 400 A）电流充电，直至电压达到充电终止电压，或达到企业规定的充电终止条件，并且总充电时间不超过 5 h，静置 1h；c)高温下，单体电池以 I10（A）电流放电至电池电压达到放电终止电压；d)计量放电容量（以 Ah 计）。6.3.8.2 5I10充电性能 a)高温
19、下，单体电池以 I10（A）电流放电至电池电压达到放电终止电压，静置 1h；b)高温下，单体电池以 5I10（A）（最大电流不超过 400 A）电流充电，直至电压达到充电终止电压，或达到企业规定的充电终止条件，并且总充电时间不超过 2 h，静置 1h；c)高温下，单体电池以 I10（A）电流放电至电池电压达到放电终止电压；d)计量放电容量（以 Ah 计）。6.3.9 标准循环寿命 按照如下步骤测试标准循环寿命：a)单体电池在高温下搁置 5 h，以 I10（A）放电至电压达到生产厂商技术条件中规定的放电终止电压；b)高温下，搁置不低于 30 min 或生产厂商规定的搁置时间；c)按 6.3.4
20、规定的方法进行充电；d)高温下，搁置不低于 30 min 或生产厂商规定的搁置时间；e)高温下，以 2I10（A）放电至电池单体电压达到生产厂商技术条件中规定的放电终止电压，记录放电容量；f)按照 b）e）连续循环 200 次，记录放电容量，计算放电容量与初始容量的百分比。6.3.10 荷电保持与容量恢复能力 按照如下步骤测试荷电保持与容量恢复能力：a)单体电池按照 6.3.4 规定的方法充电；b)单体电池在高温下储存 7 天；c)单体电池在高温以I10电流放电至单体电池电压达到生产厂商技术条件中规定的放电终止电压；d)计量荷电保持容量；e)单体电池再按照 6.3.4 规定的方法充电；f)高温
21、下，单体电池以I10电流放电至单体电池电压达到生产厂商技术条件中规定的放电终止电压；g)计量恢复容量。应用无机固态电解质的全固态锂电池单体试验 6.4.1 外观 在良好的光线条件下，用目测法检查应用无机固态电解质的全固态锂电池单体的外观。6.4.2 极性 用电压表检测应用无机固态电解质的全固态锂电池单体极性。6.4.3 外观尺寸和质量 SPSTST/SPSTS 0232022 用量具和衡器测量应用无机固态电解质的全固态锂电池单体的外观尺寸及质量。6.4.4 应用无机固态电解质的全固态锂电池单体充电 室温下，单体电池先以I10（A）电流放电至企业技术条件中规定的放电终止电压，搁置1 h（或企业提
22、供的不大于1h的搁置时间），然后按企业提供的充电方法进行充电。若企业未提供充电方法，则依据以下方法充电：以I10（A）电流恒流充电至企业技术条件中规定的充电终止电压时转恒压充电，至充电电流降至0.5I10（A）时停止充电，充电后搁置1 h（或企业提供的不高于1 h的搁置时间）。6.4.5 室温放电容量（初始容量）按照如下步骤测试室温放电容量：a)单体电池按 6.4.4 方法充电；b)室温下，单体电池以 I10（A）电流放电，直到放电至企业技术条件中规定的放电终止电压；c)计量放电容量（以 Ah 计）和放电比能量（以 Wh/kg 计）；d)重复步骤 a）c）5 次，当连续 3 次试验结果的极差小
23、于额定容量的 3%，可提前结束试验，取最后 3 次试验结果平均值。6.4.6 低温放电容量 按照如下步骤测试低温放电容量试验：a)单体电池按 6.4.4 方法充电；b)单体电池在20 2 下搁置 24 h；c)单体电池在20 2 下，以 I10（A）电流放电至电压达到企业提供的放电终止电压（该电压值不低于室温放电终止电压的 80%）；d)计算放电容量（以 Ah 计）。6.4.7 高温放电容量 按照如下步骤测试高温放电容量：a)单体电池按 6.4.4 方法充电；b)单体电池在高温下搁置 5 h；c)单体电池在高温下，以 2I10（A）电流放电至电压达到室温放电终止电压；d)计量放电容量（以 Ah
24、 计）。6.4.8 室温倍率放电性能 6.4.8.1 I1放电性能 a)单体电池按 6.4.4 方法充电；b)室温下，单体电池以 I1（A）（最大电流不超过 400 A）电流放电，直至电压达到放电终止电压；c)计量放电容量（以 Ah 计）。6.4.8.2 2I1放电性能 a)单体电池按 6.4.4 方法充电；b)室温下，单体电池以 2I1（A）（最大电流不超过 400 A）电流放电，直至电压达到放电终止电压；c)计量放电容量（以 Ah 计）。6.4.9 室温倍率充电性能 6.4.9.1 5I10充电性能 SPSTST/SPSTS 0232022 a)室温下，单体电池以 I10（A）电流放电至电
25、池电压达到放电终止电压，静置 1h；b)室温下，单体电池以 5I10（A）（最大电流不超过 400 A）电流充电，直至电压达到充电终止电压，或达到企业规定的充电终止条件，并且总充电时间不超过 2 h，静置 1h；c)室温下，单体电池以 I10（A）电流放电至电池电压达到放电终止电压；d)计量放电容量（以 Ah 计）。6.4.9.2 I1充电性能 a)室温下，单体电池以 I10（A）电流放电至电池电压达到放电终止电压，静置 1h；b)室温下，单体电池以 I1（A）（最大电流不超过 400 A）电流充电，直至电压达到充电终止电压，或达到企业规定的充电终止条件，并且总充电时间不超过 1 h，静置 1
26、h；c)室温下，单体电池以 I10（A）电流放电至电池电压达到放电终止电压；d)计量放电容量（以 Ah 计）。6.4.10 标准循环寿命 按照如下步骤测试循环寿命：a)室温下，以 I10（A）放电至电池单体电压达到生产厂商技术条件中规定的放电终止电压；b)室温下，搁置不低于 30 min 或生产厂商规定的搁置时间；c)按 6.4.4 规定的方法进行充电；d)室温下，搁置不低于 30 min 或生产厂商规定的搁置时间；e)室温下，以 I10（A）放电至电池单体电压达到生产厂商技术条件中规定的放电终止电压，记录放电容量；f)按照 b）e）连续循环 300 次，记录放电容量，计算放电容量与初始容量的
27、百分比。6.4.11 荷电保持与容量恢复能力 6.4.11.1 室温荷电保持与容量恢复能力 按照如下步骤测试室温荷电保持与容量恢复能力：a)单体电池按照 6.4.4 规定的方法充电；b)单体电池在室温下储存 28 天；c)室温下，单体电池以I10电流放电至单体电池电压达到生产厂商技术条件中规定的放电终止电压；d)计量荷电保持容量；e)单体电池再按照 6.4.4 规定的方法充电；f)室温下，单体电池以I10电流放电至单体电池电压达到生产厂商技术条件中规定的放电终止电压；g)计量恢复容量。6.4.11.2 高温荷电保持与容量恢复能力 按照如下步骤测试高温荷电保持与容量恢复能力：a）单体电池按照 6
28、.4.4 规定的方法充电；b）单体电池在高温下储存 7 天；c）单体电池在室温下搁置 5 小时后，以 I10电流放电至单体电池电压达到生产厂商技术条件中规定的放电终止电压；d）计量荷电保持容量；e）单体电池再按照 6.4.4 规定的方法充电；f）室温下，单体电池以 I10电流放电至单体电池电压达到生产厂商技术条件中规定的放电终止电压；g）计量恢复容量。SPSTST/SPSTS 0232022 7 检验规则 出厂检验 7.1.1 每一批产品出厂前都应进行出厂检验，对出厂检验的室温放电容量检验项目，所有全固态锂电池样品的 I10（A）放电容量差应不大于5%。7.1.2 在出厂检验中，若有一项或一项
29、以上不合格时，应将该产品退回生产部门返工普检，然后再次提交验收。若再次检验仍有一项或一项以上不合格，则判定该产品为不合格。型式检验 7.2.1 有下列情况之一应进行型式检验：新产品投产和老产品转产；转厂；停产超过一年后复产；结构、工艺或材料有重大改变。7.2.2 判定规则 在型式检验中，对表1或表2中的所有的检验项目进行检验，若有一项不合格时，应判定为不合格。8 标志、包装、运输、贮存与质量说明书 标志 每个电池应至少有下列中文标志：产品型号、正负极性、制造厂商、制造日期、批号、商标、电池安全注意事项及警示等。包装 8.2.1 每个单体电池或电池组都应有防止短路的包装。包装好的产品应放在干燥、
30、防尘、防潮、防震的包装箱内，包装箱内应附有装箱单（指多只包装）、产品合格证、产品使用说明书。8.2.2 包装箱外应标明产品名称、型号、标称电压、额定容量、采用标准号、数量、净重和毛重、制造厂商、商标、出厂日期，应有小心轻放、防潮、向上等标志。运输 8.3.1 单体电池或电池组应在半荷电态下包装成箱进行运输，在运输过程中应采取防止剧烈振动、冲击或挤压，防止暴晒雨淋的措施，不应倒置。8.3.2 单体电池或电池组在装卸过程中，应轻拿轻放，严禁摔掷、翻滚、重压。贮存 8.4.1 单体电池或电池组应在半荷电态下贮存，宜贮存在环境温度为-5 C35 C、清洁、干燥、通风的室内，应避免与腐蚀性物质接触，应远
31、离火源及热源，避免阳光直射。电池不应倒置、卧放，避免机械冲击、重压。8.4.2 单体电池或电池组在贮存过程中每 6 个月应充电一次至 SOC 大于 50%。质量说明书 每批产品应附有产品质量证明书，其上注明：a)供方名称、地址、电话、传真；b)产品名称；c)产品批号；d)体积（或净重）；e)本文件编号；SPSTST/SPSTS 0232022 f)各项分析检验结果及技术监督部门的印记；g)包装日期（或出厂日期）；h)保存期限。9 订货单（或合同）内容 本文件所列材料的订货单（或合同）应包括但不限于以下内容：a)产品名称；b)规格要求；c)体积（或净重）；d)本文件编号；e)交货日期；f)其他需协商的内容。SPSTST/SPSTS 0232022 参考文献 1 GB/T 2502-2000 锂离子蓄电池总规范。2 GB/T 31486 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法 3 GB/T 36672-2018 电动摩托车和电动轻便摩托车用锂离子电池 4 DB21/T 3102.1 锂硫电池及电池组 第1部分：电性能要求和试验方法 SPSTS