电力储能用锂电池容量测试标准研究

电力储能用锂电池容量测试标准研究

戴忠平

易事特集团股份有限公司 广东东莞 523000

摘要：储能系统在实际应用过程中可以最大限度地改善间歇式电源的可控性，对其并网应用能力的提升发挥出重要性作用，锂电池在应用过程中体现出多种优势，在储能应用上获得了重要地位。锂电池的容量与电池的使用年限间具有直接相关性，锂电池容量的测试能为储能系统的有效利用与维护提供可靠的参考。基于此，本文对电力储能用锂电池容量测试标准开展了研究。

关键词：电力储能；锂电池；容量测试；标准

前言

随着不可再生资源在实际应用过程中产生的环境污染日益严重，同时也为了改变不可再生资源应用匮乏的现状，对清洁能源的研究和应用成为当前重要的课题。大规模储能技术在新能源领域实现了良好的应用效果，国外先进国家已经针对储能技术开展了多项研究，研究证实了储能技术的应用能够有效提升电源的性能，有效延长电池的使用寿命，而锂电池具有较多的应用优势，在储能应用中占有重要位置，因此，对锂电池容量测试标准的研究至关重要。

一、电力储能用锂电池容量测试标准概述

（一）国外锂电池容量测试标准

随着社会经济的持续进步发展以及现代化科技的应用，促使智能电网以及新能源汽车领域获得了快速的发展，并且已经成为全球产业竞争的焦点。储能和动力电池标准化也成为当前该领域关注和研究的重点，在国际上也出现多个组织对储能及动力电池标准化进行了规定。在多个国际组织制定的电池标准中，对于储能锂电池容量测试的标准还处于研究当中，至今还未形成统一的标准。在对锂电池容量的测试也依然利用电动汽车锂电池测试所使用的标准。通过对不同国际组织制定的协议内容来看，国际组织ISO与IEC所研究的重点存在一定的差别，研究方向分别为电池组标准制定和电池单体的标准制定两个不同方面。

其中，国际上的ISO组织最先对锂电池的容量测试开展了研究，并在2012研究通过的两项标准测试，即ISO 12405-1:2012“电动道路车辆用锂离子动力电池组和电池系统测试规范－第1部分：高功率应用”以及ISO 12405-2:2012“电动公路车辆用锂电池组和蓄电池系统测试规范——第2部分：高能量应用”。与此同时国际组织IEC也同年也制定了IEC标准，即IEC 62660-1《电动道路车辆用辅助锂离子电池-第1部分：性能测试》，在标准中对一种单体电池容量测试的方法做出详细的介绍。

（二）国内锂电池测试标准

针对我国锂电池容量测试标准方面，我国在2006年制定了QC/T 743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》标准，在此标准中对锂电池容量测试的方法进行了介绍，这也成为其他标准出台和制定的重要参考依据。为了能够适应新能源领域的快速发展，我国在2010年最新编制了《电动汽车用锂离子动力蓄电池系统测试规范第1部分：高功率应用》的规范和要求，其中涉及的锂电池容量测试标准方面基本上与国际组织测试标准相同。同时也结合我国实际情况作出了适当的修改。在2012年我国制定的新能源行业发展标准中首次提出了对储能锂电池开展容量测试的说法，并将测试方法全部根据QC/T 743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》中的相关测试规定进行，这样在一定程度上巩固了此规定在我国储能和动力电池容量测试中的地位。

二、电力储能用锂电池容量测试基本步骤

虽然在不同标准中对锂电池容量测试的标准存在差异，但是具体的容量测量方法大致相同，具体步骤主要包括以下：（1）容量测试前的预处理工作。为了能够获得更加精准的锂电池容量测试结果，在测试前需要做好预处理准备工作，这样才能确保锂电池使用性能在最佳状态下，获得容量测试的结果。预处理环节应对锂电池实施多次充放电操作，整个预处理过程需要保持在特定的室温环境下进行。（2）标准循环。标准循环环节需要遵循特定的测试步骤开展，这样才能保证锂电池蓄电池包和系统能够在容量测试过程中保持相同的状态。在测试环境温度上，标准循环步骤也需要在室温环境下开展，并且应根据特定的顺序进行，包括标准放电及标准充电等过程。如果标准测试与新的测试环节间隔的时间较长，则需要根据容量测试标准重新制定一个标准循环。（3）在室温下开展不同倍率的容量测试。此测试环节需要严格按照操作步骤进行，并且操作技术人员应保证每次测试的倍率都符合容量测试标准制定的流程要求，并将放电电流与时间的乘积作为常温下特定倍率的容量。（4）在高温环境下开展不同倍率容量测试。根据特定的容量测试标准设定最高的温度值，并在此环境温度下开展各个步骤的容量测试。针对不同倍率的转换则需要经过常温热平衡及标准循环两个过程。（5）如果在低温环境下对锂电池容量实施不同倍率容量测试。则需要考虑不同容量测试标准对环境温度的要求，并需要确定几个不同的温度值作为容量测试的最低温度值。具体测试过程中需要结合不同温度间的转换使用常温热平衡及标准循环两个主要步骤。

三、不同测试方法存在的差异性分析

虽然在国际上和我国制定的锂电池容量测试方法大致相同，但是由于设置的测试标准面对的测试对象具有一定的差异，在容量测试方法的详细细节也存在一定的差异。容量测试方法在实际应用过程中体现出的差异主要存在以下方面的不同。

（一）预处理与标准循环方式上

通常情况下，预处理需要使用锂电池厂家推荐的充电器进行充电，充电结束后需要静止一点时间，并且要根据特定的倍率对电池进行放电。同时应注意，在测试过程中锂电池的充放电次数应与其额定容量的比值进行确定，这样才能实现更加可靠的容量测试结果。在国际上不同的组织对容量测试标准中，对放电倍率以及充放电时间的规定存在一定的差别，因此，在实际测量过程中需要对充放电完成后是否需要间静置进行考量。在QC/T743-2006规定中并未对以上方面做出具体的处理标准。

（二）容量测试方法

在不同的锂电池容量测试标准中所使用的测试方法大致相同，但是在测试的具体范围以及测试方法使用的细节以及所处的测试环境方面存在较大的差别。在测试的环境温度方面，不同的测试标准对环境温度和高温的规定存在一定的差别；同时对于低温环境下的具体温度设置也存在不同；容量测试过程中对温度浮动的范围规定也不同。在充放电的倍率方面，受到环境温度的差别，在选择测试倍率数量上也不同。不同测试标准的试验次数也存在差别。在不同的容量测试标准中对低温测试环境的定义差别较大，在QC/T743-2006容量测试标准中规定了低温条件为-20℃±2℃之间，但是在其他标准中对低温做出了分段处理，甚至还在规定中要求测得所在最低环境温度下的容量值。

结束语：

储能技术的应用能够有效促进新能源发电技术的发展，锂电池作为密度高、使用寿命长以及环境污染小等多种优势，是储能方式重要的选择。通过锂电池容量测试能检测锂电池的性能，同时也为锂电池的日常维护和保养提供可靠的参考。通过对国内外制定的锂电池容量测试标准的分析，能够为锂电池使用寿命的评估以及日常维护方式提供可靠的参考依据，同时也为储能电站的稳定运行提供技术保障。

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