锂离子电池标准介绍

一、锂离子电池的定义及反应原理

锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

充电正极上发生的反应为

LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)

充电负极上发生的反应为

6C+XLi++Xe- = LixC6

充电电池总反应：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6

正极材料：可选的正极材料很多，有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂；

负极材料：基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。

纳米氧化物：纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在传统的石墨，锡氧化物，纳米碳管里面，极大地提高锂电池的充放电量和充放电次数。

二、锂电池的结构及种类

锂电池按结构的不同可划分为圆柱形电池、方形电池；按封装材料的不同可划分为钢壳、软包、铝壳。

圆柱形电池

方形消费类电池

方形软包电池

方形铝壳电池

三、锂电池特征：

1)     高能量密度

具有高储存能量密度，已达到260-300Wh/kg，是铅酸电池的约3-4倍；

2)     高电压

一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值)，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。

3)     无污染

锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。

4)    循环寿命长

在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超过500次，磷酸铁锂则以达到5000次，宁德时代的磷酸铁锂循环寿命达到了10000次。

5)     无记忆效应

记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。

6)     快速充放电

使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器，可以使锂离子电池在1.5--2.5个小时内就充满电；电动汽车使用快速充电的方式可以在半小时充到80%的电量。

四、锂电池应用场景

按应用场合的不同可划分为消费类、动力类（电动汽车、电动工具、电动自行车）、储能类。

电动汽车电池包

  小牛电动车电池组 

                     储能电池组                      

五、锂电池的制造工艺

六、锂电池相关标准

锂电池材料标准：

1)     GB/T 24533-2019锂离子电池石墨类负极材料

2)     GB/T 36363-2018 锂离子电池用聚烯烃隔膜

3)     GB/T 36146-2018  锂离子电池用压延铜箔

4)     GB/T 33143-2016 锂离子电池用铝及铝合金箔

5)     GB/T 30835-2014 锂离子电池用炭复合磷酸铁锂正极材料

6)     GB/T 30836-2014 锂离子电池用钛酸锂及其炭复合负极材料

7)     GB/T 33824-2017 新能源动力电池壳及盖用铝及铝合金板、带材

8)     GB/T 20253-2006 可充电电池用冲孔镀镍钢带

锂电池材料检测标准：

1)     GB/T 20307-2006 纳米级长度的扫描电镜测量方法通则

2)     GB/T 31563-2015 金属覆盖层 厚度测量扫描电镜法

3)     GB/T 27788-2011 微束分析 扫描电镜图像放大倍率校准导则

4)     GB/T 25189-2010 微束分析 扫描电镜能谱仪定量分析参数的测定方法

5)     GB/T 33827-2017锂电池用纳米负极材料中磁性物质含量的测定方法

6)     GB/T 23367.1-2009 钴酸锂化学分析方法第1部分：钴量的测定 EDTA滴定法

7)     GB/T 23367.2-2009 钴酸锂化学分析方法第2部分：锂、镍、锰、镁、铝、铁、钠、钙和铜量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法

8)     GB/T 3780.5-2017 炭黑 第5部分：比表面积的测定 CTAB法

9)     GB/T 19587-2017 气体吸附BET法测定固态物质比表面积

10)  GB/T 19077-2016 粒度分析 激光衍射法

11)  GB/T 23365-2009 钴酸锂电化学性能测试首次放电比容量及首次充放电效率测试方法

12)  GB/T 23366-2009 钴酸锂电化学性能测试放电平台容量比率及循环寿命测试方法

13)  GB/T 37201-2018 镍钴锰酸锂电化学性能测试首次放电比容量及首次充放电效率测试方法

14)  GB/T 37207-2018 镍钴锰酸锂电化学性能测试放电平台容量比率及循环寿命测试方法

电动自行车用锂电池标准：

1)     GB/T 36943-2018 电动自行车用锂离子蓄电池型号命名与标志要求

2)     GB/T 36945-2018 电动自行车用锂离子蓄电池词汇

3)     GB/T 36972-2018 电动自行车用锂离子蓄电池

4)     GB/T 36672-2018 电动摩托车和电动轻便摩托车用锂离子电池

消费类锂电池标准：

1)     GB 31241-2014 便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求

2)     GB/T 18287-2013 移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范

3)     GB/T 30426-2013 含碱性或其它非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组便携式锂蓄电池和蓄电池组

电动工具用锂电池标准：

1)     GB/T 34570.1-2017 电动工具用可充电电池包和充电器的安全第1部分：电池包的安全

锂电池安全标准：

1)     UL 1642锂电池安全标准

2)     UL 2054 家用、商用电池安全标准

3)    IEC62133-2012 包含碱性或者其他非酸性电解液的二次单体电芯和电池（组）便携式密封二次单体电芯， 由电芯组成的电池（组）以及应用于便携式设备的安全要求

电动汽车用锂电池标准：

1)     GB/T 34013-2017 电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸

2)     GB/T 34014-2017 汽车动力蓄电池编码规则

3)     GB/T 31484-2015 电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法

4)     GB/T 31485-2015 电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法

5)     GB/T 31486-2015 电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法

6)     GB/T 31467.1-2015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第1部分：高功率应用测试规程

7)     GB/T 31467.2-2015电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第2部分：高能量应用测试规程

8)     GB/T 31467.3-2015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分：安全性要求与测试方法

储能用锂电池标准：

1)     GB/T 36276-2018 电力储能用锂离子电池

2)     GB/T 34131-2017 电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术规范

3)     YD/T 2344.1-2011 通信用磷酸铁锂电池组第1部分：集成式电池组

4)     YD/T 2344.2-2015 通信用磷酸铁锂电池组第2部分：分立式电池组

5)     YD/T 3408-2018 通信用48V磷酸铁锂电池管理系统技术要求和试验方法

锂电池包装运输标准：

1)     GB 19521.11-2005 锂电池组危险货物危险特性检验安全规范

2)     SN/T 4548-2016 出口锂电池和电池组包装检验规程

3)     MH/T 1020-2018 锂电池航空运输规范

4)     MH/T 1052-2013 航空运输锂电池测试规范

5)     UN38.3 《联合国危险物品运输试验和标准手册》的第3部分38. 3款

电池回收标准：

1)     GB/T 36576-2018 废电池分类及代码

2)     GB/T 34695-2017 废弃电池化学品处理处置术语

3)     GB/T 33059-2016 锂离子电池材料废弃物回收利用的处理方法

4)     GB/T 22425-2008 通信用锂离子电池的回收处理要求

5)     GB/T 33598-2017 车用动力电池回收利用拆解规范

标准下载网站：

中国国家标准化管理委员会主办的国家标准全文公开系统，可在线预览，不能下载。

http://www.gb688.cn/bzgk/gb/index

工标网，可下载大部分标准

http://www.csres.com/

标准下载网，可下载大部分标准

http://www.bzxz.net/index.html

七、电动汽车续航里程

CTP技术（cell to pack）

  当前，国内外电池企业和车企的电池包基本上都采用从单体——模组——电池包的成组方式，通过多层级的成组方式保障电池安全，但会牺牲电池包的空间利率和能量密度。

    CTP技术（cell to pack），能让电池生产更简单高效，成本更低。缘由是CTP技术省去电池模组过程，直接由电芯集成电池包，能大量减少使用冗余部件。

  2019年，宁德时代率先采用全新CTP技术的无模组电池包,体积利用率提高了15%-20%，零部件数量减少40%，生产效率提升了50%，电池包能量密度提升了10%-15%，大幅降低了动力电池的制造成本。

宁德时代：套筒式连接电池包

   比亚迪规划到2020年，采用CTP集成技术，通过提高电池包空间利用率及系统能量密度来实现。其磷酸铁锂单体能量密度将达到180Wh/kg以上，系统能量密度也将提高到160Wh/kg以上。

比亚迪：阵列式组装电池包

   电动汽车续航里程从150km至600km,充电方式从不支持快充到30min充满80%电量，售价（含补贴）从8万至近百万。在不久的将来，电动汽车充满电只需要5分钟，性价比会媲美燃油车吗？让时间和科技去见证吧。