ICS 43.080 T 47 DB34 安 徽 省 地 方 标 准 DB 34/T 3377—2019 电动汽车用动力锂离子电池 单体热失控测试方法 Test method of thermal runaway of lithium-ion traction battery cell for electric vehicles 文稿版次选择 2019 - 07 - 01 发布 安徽省市场监督管理局 2019 - 08 - 01 实施 发 布 DB34/T 3377—2019 前 言 本标准按照 GB/T 1.1—2009 给出的规则起草。 本标准由合肥国轩高科动力能源有限公司提出。 本标准由安徽省新能源汽车标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：合肥国轩高科动力能源有限公司、安徽安凯汽车股份有限公司、中国科学技术大 学。 本标准主要起草人：陆大班、胡淑婉、张勤才、刘波、鲁扬、郭圆圆、胡孝伟、王青松、张峥、李 晓俊、王萍、李世明、朱丹丹。 I DB34/T 3377—2019 电动汽车用动力锂离子电池单体热失控测试方法 1 范围 本标准规定了电动汽车用动力锂离子电池单体（简称为锂离子电池）热失控测试的术语和定义、符 号、测试方法和测试报告。 本标准适用于电动汽车用动力锂离子电池热失控的测试。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是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 2900.41 电工术语 原电池和蓄电池 GB/T 19596 电动汽车术语 3 术语和定义 GB/T 2900.41、GB/T 19596 中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 锂离子电池单体 lithium-ion cell 含有锂离子的能够直接将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置，通常包括电极、隔膜、电解 质、外壳和端子，并被设计成可充电。 3.2 热失控 thermal runaway 锂离子电池放热连锁反应引起电池温度不可控上升的现象。 3.3 自放热 self-heating 锂离子电池由于自身的内部放热反应导致其温度升高的现象。 3.4 起火 fire 锂离子电池发生持续燃烧（火焰持续时间大于 1 s）。 注：火花及拉弧不属于燃烧。 1 DB34/T 3377—2019 3.5 爆炸 explosion 突然释放足量的能量产生压力波或者喷射物，可能会对周边区域造成结构或物理上的破坏。 4 符号 下列符号适用于本文件。 I1: 1 h 率放电电流（A），其数值等于额定容量值。 5 测试方法 5.1 环境条件 除另有规定外，测试应在温度为 22℃±5℃，相对湿度为 10％～90％，大气压力为 86 kPa～106 kPa。 5.2 测量仪器、仪表准确度 测量仪器、仪表准确度满量程应满足以下要求： ——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：±0.01℃； ——时间测量装置：±0.1％； ——尺寸测量装置：±0.1％； ——质量测量装置：±0.1％。 5.3 数据记录频率 5.3.1 锂离子电池充放电过程数据记录频率为 1 次/s。 5.3.2 锂离子电池热失控测试过程数据记录频率为： a) 0.5 min 内温度变化小于 1℃时，数据记录频率为 2 次/min； b) 0.5 min 内温度变化大于 1℃时，数据记录频率为 1 次/℃。 5.4 测试准备 5.4.1 5.4.1.1 试样检查 外观 在良好的光线条件下，目测检查锂离子电池的外观，不应有形变及裂纹。表面应干燥、无毛刺、无 外伤、无污物，标识正确、清晰。 5.4.1.2 极性 用电压表检测锂离子电池的极性，端子极性应正确、清晰。 5.4.1.3 2 外形尺寸及质量 DB34/T 3377—2019 用量具和衡器测量锂离子电池的外形尺寸和质量，应符合企业提供的产品技术条件。 5.4.2 绝热腔选取及核查 5.4.2.1 绝热腔应满足方便锂离子电池取放的要求，绝热腔壁与置于其中的锂离子电池的各部位距离 均不低于 5 cm。 5.4.2.2 使用与待测锂离子电池形状、尺寸相同的铝块样品（铝纯度≥99.9％），按照 5.5，对绝热 腔进行核查。温度量程范围内，检测到铝块的温升速率均小于 0.02℃/min 为核查合格。否则，核查不 合格。核查合格后方能使用，保证绝热腔密封和绝热。 5.4.3 充电 5.4.3.1 锂离子电池先以 1 I1（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，然 后按企业提供的充电方法进行充电。 5.4.3.2 若企业未提供充电方法，则以 1 I1（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 0.05 I1（A）时停止充电，搁置 1 h。 5.5 测试步骤 5.5.1 用铁氟龙胶带在锂离子电池外表面粘贴温度传感器，方形锂离子电池温度传感器粘贴位置如图 1，圆柱形锂离子电池温度传感器粘贴位置如图 2。 说明： 1——负极柱； 2——正极柱； 3——负极侧小侧面几何中心； 4——正极侧小侧面几何中心； 5——底部面几何中心； 6——对称大面几何中心； 7——正面大面几何中心； ——温度传感器。 图1 方形锂离子电池温度传感器位置示意图 3 DB34/T 3377—2019 说明： 1——负极柱； 2——正极柱； 3——圆柱正面几何中心； ——温度传感器。 图2 圆柱形锂离子电池温度传感器位置示意图 5.5.2 将连接好的锂离子电池放于绝热腔支架上，位于绝热腔中部，不应碰到绝热腔壁，腔体示意图 如图 3。封闭绝热腔，连接好腔体的各温度传感器，进行试验，对绝热腔进行加热。 说明： 1——绝热腔外壳； 2——绝热腔内部工作空间（圆柱形腔体）； 3——锂离子电池； 4——支架。 图3 5.5.3 4 绝热腔示意图 加热过程，温度控制及数据采集步骤如下（图 4）： DB34/T 3377—2019 a) b) c) d) e) f) g) 绝热腔对锂离子电池进行预加热，宜使用锂离子电池正面几何中心位置 7 的温度为参考温度， 在 t0（一般 t0 小于 3 h）时间内，使位置 7 的温度达到设定的开始温度值 50℃； 静置 45 min； 观察 10 min，记录锂离子电池温度变化，若锂离子电池自身的温升速率小于 0.02℃/min，升 温 3℃； 重复 b)、c)，直到锂离子电池温升速率大于 0.02℃/min，锂离子电池进入自放热状态，记录 此时温度为锂离子电池的放热起始温度； 锂离子电池进入自放热状态后，继续记录温度变化，当锂离子电池温升速率达到 1℃/min，记 录此时温度为临界温度； 当锂离子电池温升速率达到 10℃/min，记录此时温度为热失控温度； 锂离子电池起火、爆炸后温度继续升高，所达到的最高温度记录为热失控最高温度。 图4 加热步骤示意图 5.5.4 锂离子电池发生热失控后停止试验，若锂离子电池未发生热失控，则在温度达到终止温度 310℃ 时停止试验，静置观察 2 h。 6 测试报告 测试报告应至少包含以下内容： a) 测试时间、测试地点、测试人员、测试使用仪器型号和方法等； b) 数据记录表应包括但不限于： ——试验电池名称； ——电池类型； ——电压（V）； ——内阻（mΩ）； ——质量（g）； ——放热起始温度（℃）； 5 DB34/T 3377—2019 ——临界温度（℃）； ——热失控温度（℃）； ——热失控最高温度（℃）。 c) 热失控曲线图（如图 5，以位置 7 的温度为例）； d) 在测试中观察到的异常现象； e) 任何不包括在本标准中操作或是自由选择的测试条件。 图5 热失控曲线示意图 _________________________________ 6