國內外儲能電池相關標準分析

• 陳博 2023年10月20日 來源：中研網 456 23
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從上述分析可知，鑒于功率法與電流法測試循環壽命的結果的巨大差異，電池結構及制造工藝的重新設計和調整是勢在必行的。鋰離子電池的安全性（尤其是熱安全）的嚴格要求，給電力儲能用鋰離子電池設置了更高的門檻。隨著2020年儲能行業（尤其是用戶側儲能）的進一步興起和

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一、歐洲標準【IEC62619】

歐洲標準【IEC62619】于2017年2月13日發布，是儲能電池的國際安全標準，屬自愿性認證。中國解讀IEC 62619為工業用(含固定式)鋰蓄電池和鋰蓄電池組的安全要求和測試方法。

目前對此標準有普遍要求的地區分別是歐洲、澳洲、日本。

適用范圍/產品：

1、大容量工業用電池系統中的電芯、電池

2、固定式：UPS、緊急電源裝置、電力儲備及相同用途的裝置

3、移動式：高爾夫球車、叉車、無人搬運車、鐵路及海洋運輸

測試：

【IEC62619】側重于儲能電池和電池系統的安全要求，不僅對電芯和電池模塊進行外部短路、撞擊、跌落、熱濫用、過充、強制放電等安全測試，而且對電池管理系統(BMS)進行過充電壓保護、過充電流保護、過熱保護、耐熱失控蔓延等功能進行評估。

二、韓國標準【KC62619】

2019年10月21日，為了提升工業用儲能電池的安全，韓國技術和標準局KATS頒發了工業用大容量鋰電池安全標準【KC62619】。該標準基于【IEC62619】制定。同時，儲能系統中的二次電池(鋰電池)被納入到韓國《電氣用戶和生活用品安全管理法》的強制認證產品目錄。因此在韓國銷售的工業儲能系統，必須取得KC認證，才能銷售。

認證的產品范圍：

對于所有的額定輸出電壓小于等于1500VDC，額定功率不超過300kWh的工業儲能系統(RESS)，都屬于強制范圍。

工業儲能系統是指實現能力存儲和轉換的系統，由電芯、電池模塊、電池管理系統等組成常見的工業儲能系統包括：各種電站用儲能裝置，工業用儲能裝置、動力電池。

認證模式：

根據【KC62619】和韓國《電氣用戶和生活用品安全管理法》的規定，儲能系統中的電芯需要經過安全認證(safety certification)，而整個系統需要進過安全確認(safety confirmation)。都屬于強制認證對象。

1) KC安全認證

KC安全認證由型式試驗和初次工廠審查組成，獲證后，需要每兩年進行一次工廠審查。KC安全認證的持證人必須為韓國當地的公司。

2) KC安全確認

對于整個儲能系統，在電芯取得【KC62619】的安全認證之后，系統需要申請安全確認，安全確認由系統的生產工廠提出申請，經過測試合格后，就會頒發【KC62619】的安全確認證書。

【KC62619】認證周期一般在三個月左右(包括電芯的認證)，電芯、儲能系統和電池管理系統都需要進行相關的檢測。

三、美國標準【NFPA】

美國消防協會(NFPA)關于儲能系統火災危險和安全建設的標準NFPA 855《Standard for the Installation of Stationary Energy Storage Systems》已正式發布。2019年8月25日，該標準被ANSI批準為美國國家標準。

NFPA 855根據電力儲能系統采用的技術，明確了儲能系統安裝、尺寸、隔離以及滅火和控制系統的要求。NFPA 855中還引入了UL 9540《Energy Storage Systems And Equipment》和UL 9540A《Test Method for evaluating Thermal Runaway Fire Propagation in Battery Energy Storage Systerms》的要求。

UL 9540在2015年被批準為美國國家標準，在2016年被批準為加拿大國家標準。UL 9540涵蓋電化學儲能系統、機械儲能系統和儲熱系統。UL 9540A是評估電池儲能系統熱失控的測試方法，如果超出NFPA 855中的容量限制或距離限制等情況，需要根據UL 9540A的測試結果，由相關部門來評估該儲能系統的火災風險。此外，NFPA 855中還引用了NFPA 1《Fire Code》、NFPA 70《National Electrical Code》、ICC 《International Building Code》等相關要求。

四、中國標準【GB/T36276】

2019年01月01日頒布實施【GB/T36276-2018】《電力儲能用鋰離子電池》標準。

首先，對于電力儲能用鋰離子電池的評價，是以功率-能量參數體系為基準，摒棄了傳統動力電池的電流-容量的參數體系，根據部分電池廠家反饋結果顯示，以功率測試壽命比以電流測試的至少降低至1/3~1/4。而滿足這一指標的電池生產廠家在國內寥寥無幾，聚焦于磷酸鐵鋰電池和鈦酸鋰電池的生產廠家，目前三元電池并不滿足儲能用的電性能和安全性能的要求。根據國網測試結果顯示，功率法90%@1000次與電流法80%@4000次的循環壽命次數基本相當。

其次是強化了對電池單體和電池模組的熱特性的檢測及評價，尤其是創新性提出了安全運行的安全底線。這對電力儲能用鋰離子電池來說，從電池設計角度，就加強了安全性要求，提升了安全性等級，能夠從根源上緩解或消除安全隱患。

相對于動力型鋰離子電池來說，新增了電池單體的絕熱溫升測試試驗和熱失控試驗，以及電池模塊的熱失控擴散試驗。

對于電池單體來說，絕熱溫升試驗的測試，既可以證明電池在130℃以內的熱安全性，也可以獲取電池在溫升速率，以便在發生熱失控的前期進行安全預警，提前開啟消防措施。

對于電池單體來說，熱失控試驗的測試，明確了熱失控發生的起始條件，可以獲取熱失控發生溫度，與絕熱溫升曲線結合，提前識別熱失控安全隱患;也可以判定同一批次間的熱一致性，也可以判定同一批次電池在不同使用壽命下的熱安全性特性的變化曲線，還可以針對不同批次或者不同規格電池或者不同廠家電池的篩選提供一個依據。

而對于電池模組來說，熱失控擴散試驗的測試，是驗證其技術水平和設計能力的體現，熱失控擴散對于儲能電池和動力電池來說都很重要。尤其是在GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》頒布后，對于“鋰離子電池包或系統在由于單個電池熱失控引起熱擴散、進而導致乘員艙發生危險之前5 min，應提供一個預先警告信號(服務于整車熱事故報警)，提醒乘員疏散”的要求不可謂不嚴格。

因此，從上述分析可知，鑒于功率法與電流法測試循環壽命的結果的巨大差異，電池結構及制造工藝的重新設計和調整是勢在必行的。鋰離子電池的安全性(尤其是熱安全)的嚴格要求，給電力儲能用鋰離子電池設置了更高的門檻。隨著2020年儲能行業(尤其是用戶側儲能)的進一步興起和發展，對于鋰離子電池來說迎來了新的利潤爆發點，但目前各家鋰離子電池差異性巨大，滿足GB/T 36276-2018《電力儲能用鋰離子電池》標準的電芯相對較少，針對高安全高功率的鋰離子電池在儲能中的應用未來是可期的，而相關測試驗證工作則需要盡快開展。

電池性能指標的模糊化、規劃設計的簡單化、消防設施的形式化成為當前電池儲能電站整體質量和安全的巨大隱患。因此，該標準的發布，對于規范產業發展、引導電池制造企業技術轉型與升級、消除信息不對稱具有重要的意義。

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