ICS 29.220.99 K 82 DB21 辽 宁 省 地 方 标 准 DB21/T 3102.1—2019 锂硫电池及电池组 第 1 部分：电性能要求和试验方法 Lithium-sulfur cells and batteries—Part 1. Electrical performance requirements and test methods 2019 - 01 - 30 发布 辽宁省市场监督管理局 2019 - 03 - 01 实施 发 布 DB21/T 3102.1—2019 前 言 《锂硫电池及电池组》分为两个部分： ——第 1 部分：电性能要求和试验方法； ——第 2 部分：安全性能要求和试验方法。 本部分为第 1 部分。 本标准依据GB/T 1.1-2009的规则起草。 本标准由大连市质量技术监督局提出。 本标准由中国科学院沈阳分院归口。 本标准起草单位：中国科学院大连化学物理研究所。 本标准主要起草人：陈剑、郭德才、王崇、徐磊、陈浩。 I DB21/T 3102.1—2019 锂硫电池及电池组 第 1 部分：电性能要求和试验方法 1 范围 本标准规定了锂硫电池及电池组的电性能技术要求、试验方法、检测规则。 本标准适用于单体锂硫电池及电池组。 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 31486 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法 3 术语与定义 GB/T 2900.41界定的以及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 锂硫电池单体 lithium sulfur cell 直接将单质硫与金属锂之间的电化学反应产生的化学能转化为电能的基本单元，包括硫正极、锂负 极、隔膜、电解质、外壳和端子，并被设计成可放电的结构单元。 3.2 锂硫电池组 lithium sulfur battery 将一个以上锂硫电池单体按照串联、并联或串并联方式组合，且只有一对正负极输出端子，并作为 电源使用的组合体。 3.3 标称电压 nominal voltage 用来标明锂硫电池单体电压的近似值，为2.1V/单体。 3.4 终止电压 cut-off discharge voltage 电池放电时，规定电池放电终止时的电压，为1.8V/单体。 3.5 限制电压 limited charge voltage 1 DB21/T 3102.1—2019 本要素仅适用于锂硫二次电池及电池组。对于电池单体：在充电时，规定电池充电终止时的电压， 为2.6 V/单体；对于电池组：在充电时，规定电池组充电终止时的电压，为其中任意单体的电压达到2.4V。 3.6 额定容量 rated capacity 在环境温度为(25±2) ℃时，电池或电池组以I20（A）放电至终止电压，制造商所测试并标明的电 池或电池组的容量，单位为安时（Ah）或毫安时（mAh）。 3.7 初始容量 initial capacity 对于锂硫二次电池，新出厂的产品，在环境温度(25±2) ℃下，充电至电池的限制电压，再以I20 （A）恒流放电至终止电压时所放出的容量。 3.8 容量恢复能力 capacity recovery 对于锂硫二次电池，在环境温度为(25±2) ℃下，电池储存一定时间后再进行完全充电，其后放电 容量与额定容量之比。 3.9 能量型锂硫电池 high energy density lithium sulfur battery 室温下(25±2) ℃，最大允许持续输出功率（W）和I2（A）恒流放电能量（Wh）的比值低于2的电池。 3.10 功率型锂硫电池 high power density lithium sulfur battery 室温下(25±2) ℃，最大允许持续输出功率（W）和I2（A）恒流放电能量（Wh）的比值不低于2的电 池。 4 符号 下列符号适用于本标准。 C20：20小时率额定容量（Ah）； I10：10小时率放电电流，其数值等于I10（A）； I20：20小时率放电电流，其数值等于I20（A）； I2：2小时率放电电流，其数值等于I2（A）； I： 1小时率放电电流，其数值等于I（A）。 5 技术要求 5.1 锂硫电池单体 5.1.1 外观 2 DB21/T 3102.1—2019 电池在良好光线条件下检测时，电池外表应清洁，外观不得有变形、明显划痕、破裂及机械损伤， 无漏液现象，且有清晰、正确的标志。 5.1.2 极性 用电压表检测电池极性时，端子极性标识应正确、清晰。 5.1.3 外形尺寸及质量 用量具和衡器测量电池时，电池外形尺寸、质量应符合企业提供的产品技术条件。 5.1.4 室温放电容量 电池按照6.3.3试验时，其放电容量不低于企业提供的技术条件中规定的额定容量值，同时不超过 企业提供的技术条件中规定的额定容量值的120%。 5.1.5 大电流放电容量 5.1.5.1 能量型电池 锂硫一次电池按照6.3.4.1试验时，其放电容量应不低于额定容量的85%。 锂硫二次电池按照6.3.4.1试验时，其放电容量应不低于初始容量的85%。 5.1.5.2 功率型电池 锂硫一次电池按照6.3.4.2试验时，其放电容量应不低于额定容量的80%。 锂硫二次电池按照6.3.4.2试验时，其放电容量应不低于初始容量的80%。 5.1.6 低温放电容量 锂硫一次电池按照6.3.5试验时，其放电容量应不低于额定容量的70%。 锂硫二次电池按照6.3.5试验时，其放电容量应不低于初始容量的70%。 5.1.7 高温放电容量 锂硫一次电池按照6.3.6试验时，其放电容量应不低于额定容量的90%。 锂硫二次电池按照6.3.6试验时，其放电容量应不低于初始容量的90%。 5.1.8 常温、高温荷电保持能力与容量恢复能力 锂硫一次电池按照6.3.7试验时，其室温及高温荷电保持率应不低于额定容量的80%。 锂硫二次电池按照6.3.7试验时，其室温及高温荷电保持率应不低于初始容量的80%，容量恢复应不 低于初始容量的85%。 5.1.9 循环性能 本要素仅适用于锂硫二次电池，电池按照6.3.8试验时，其100次的放电容量应不低于初始容量的 75%。 5.1.10 贮存性能 锂硫一次电池按照6.3.9试验时，其容量保持应不低于额定容量的90%。 锂硫二次电池按照6.3.9试验时，其容量恢复应不低于初始容量的90%。 3 DB21/T 3102.1—2019 5.2 锂硫电池组 5.2.1 外观 电池组在良好光线条件下检测时，电池组外表应清洁，外观不得有变形、明显划痕、破裂及机械损 伤，无漏液现象，且有清晰、正确的标志。 5.2.2 极性 用电压表检测电池组极性时，端子极性标识应正确、清晰。 5.2.3 外形尺寸及质量 用量具和衡器测量电池组时，电池组外形尺寸、质量应符合企业提供的产品技术条件。 5.2.4 室温放电容量 电池组按照6.4.3方法进行试验时，其放电容量不低于企业提供的技术条件中规定的额定容量值， 并且不超过额定容量值的120%。 5.2.5 室温倍率放电容量 5.2.5.1 能量型电池组 锂硫一次电池组按照6.4.4.1试验时，其放电容量应不低于额定容量的80%。 锂硫二次电池组按照6.4.4.1试验时，其放电容量应不低于初始容量的80%。 5.2.5.2 功率型电池组 锂硫一次电池组按照6.4.4.2试验时，其放电容量应不低于额定容量的80%。 锂硫二次电池组按照6.4.4.2试验时，其放电容量应不低于初始容量的80%。 5.2.6 低温放电容量 锂硫一次电池组按照6.4.5试验时，其放电容量应不低于额定容量的70%。 锂硫二次电池组按照6.4.5试验时，其放电容量应不低于初始容量的70%。 5.2.7 高温放电容量 锂硫一次电池组按照6.4.6试验时，其放电容量应不低于额定容量的90%。 锂硫二次电池组按照6.4.6试验时，其放电容量应不低于初始容量的90%。 5.2.8 常温、高温荷电保持能力与容量恢复能力 锂硫一次电池组按照6.4.7试验时，其室温及高温荷电保持率应不低于额定容量的80%。 锂硫二次电池组按照6.4.7试验时，其室温及高温荷电保持率应不低于初始容量的80%，容量恢复应 不低于初始容量的80%。 5.2.9 贮存性能 锂硫一次电池组按照6.4.8试验时，其容量保持应不低于额定容量的90%。 锂硫二次电池组按照6.4.8试验时，其容量恢复应不低于初始容量的90%。 4 DB21/T 3102.1—2019 6 试验方法 6.1 试验条件 除另有规定外，本标准中各项试验应在以下大气条件下进行： a) 环境温度：（25±2）℃ b) 相对湿度：不大于 75%； c) 大气压力：86kPa~ 106kPa 6.2 测量仪器、仪表精确度 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.2.6 6.2.7 电压表：不低于 0.5 级，内阻应不小于 10kΩ/V。 电流表：不低于 0.5 级。 时间仪表：±0.1%h。 充电电源：可恒流充电，精确度应不低于±0.3%V。 电池内阻测试仪表：不低于±0.5%Ω。 量具：测量电池尺寸的直尺精确度不低于±0.1%m。 衡器：称量电池质量的天平，精确度为±0.1%kg 以上。 6.3 单体电池试验方法 6.3.1 外观、尺寸、质量及极性的检测 在良好的光线条件下，用目测方法检查电池外观及标志；用量具测量电池尺寸；用衡器称量电池质 量；用电压表检测电池的极性。 6.3.2 单体电池充电 本要素仅适用于锂硫二次电池，电池按I20（A）恒流放电至终止电压，放电后在(25±2)℃环境条件 下放置，放置时间不少于20min，再按I20（A）恒流充电到电池的限制电压。 6.3.3 室温放电容量试验（初始容量） 锂硫一次电池室温放电容量按照如下步骤测试： a） 电池在环境温度(25±2)℃条件下，放置时间不少于 1h； b） 以 I20（A）恒流放电，放电到电压达到终止电压，终止放电； c） 计算放电容量（以 Ah 计）。 锂硫二次电池室温放电容量按照如下步骤测试： a） 单体电池按照 6.3.2 方法充电； b） 充电后在环境温度(25±2)℃条件下，放置时间不少于 20min； c） 以 I20（A）恒流放电，放电到电压达到终止电压，终止放电； d） 计算放电容量（以 Ah 计）。 6.3.4 大电流放电试验 6.3.4.1 能量型电池 锂硫一次电池大电流放电容量按照如下步骤测试： a) 电池在(25±2)℃环境温度下，放置时间不少于1h； 5 DB21/T 3102.1—