2023年12月28日發布的新版GB/T 36276-2023《電力儲能用鋰離子電池》對 “絕熱溫升特性試驗”的相關內容進行了大幅調整，本文重點比較了新舊版標準的測試方法和典型實驗數據，并對新方法的設計邏輯進行了重點解讀。
要點回顧
GB/T 36276-2018《電力儲能用鋰離子電池》標準自2018年正式發布實施以來，有效促進了電力儲能及鋰離子電池行業朝著合規有序的方向發展。過去5年，隨著電化學儲能規模的快速擴張，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，為此國家市場監督管理局和國家標準化管理委員會于2023年12月28日發布新版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、數據指導價值較低等問題。
本文重點通過實測數據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，連接溫度數據采樣線；
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 ℃、溫度數據采樣周期為 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，拆除數據采樣線，取出試驗樣品；
h) 記錄試驗現象，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) 實時監測電池單體表面中心點的溫度，溫度數據采樣周期不應大于 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；根據記錄的試驗數據作溫度-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據表,且應提供根據記錄的試驗數據作出的溫度-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：
1、試驗方法更貼近HWS模式
試驗方法更貼近在行業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；
2、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，標準要求更合理、更具有可執行性；
3、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，規避了行業內使用烘箱等難以達到絕熱條件的不規范設備應對試驗。
4、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的現象，從而綜合評估電池的熱安全性。
數據對比
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據記錄表
執行舊國標絕熱溫升試驗時，由于僅規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；而新國標規避了上述問題，明確電池樣品需達到目標臺階溫度后繼續恒溫60min，使電池在絕熱模擬裝置中處于良好的絕熱環境后再繼續搜尋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，科學地表征其熱穩定性，對于電力儲能行業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境中的自放熱溫升速率，為電力儲能相關行業更安全地使用鋰離子電池提供指導。
