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储能电池循环寿命测试国际标准IEC 62660的应用解析

三方检测单位 2021-11-21

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储能电池的循环寿命是评估其性能与可靠性的核心指标,直接影响储能系统的经济性与安全性。IEC 62660作为国际公认的储能电池性能测试标准,针对循环寿命测试的流程、条件与判定规则制定了详细框架,是企业研发验证、产品认证及市场准入的关键依据。本文结合标准条款与实际应用场景,解析IEC 62660在循环寿命测试中的具体要求、操作难点及常见问题,为行业从业者提供可落地的实践参考。

IEC 62660中循环寿命测试的核心定义与适用范围

IEC 62660-2:2010明确“循环寿命”为“电池在规定充放电制度下,容量衰减至初始容量80%(或制造商约定更低值)时的循环次数”,这是测试的核心判定目标。标准适用于额定容量≥2Ah的储能用二次电池(如锂离子、镍氢电池),但不涵盖一次性电池或消费类小型电池(如手机电池需遵循IEC 61960)。

需注意,循环寿命与“日历寿命”(存储/静置后的性能衰减)是两个独立概念——IEC 62660仅针对“循环导致的容量衰减”,企业若需测试综合寿命,需额外补充日历寿命测试。

此外,测试需基于“额定充放电制度”:若制造商声明了充电方式(如“恒流1C至4.2V+恒压至0.05C”),则必须严格执行;未声明则采用标准默认制度(如锂离子电池1C充电、1C放电的典型流程)。

循环寿命测试的样品准备与前置条件

IEC 62660要求测试样品数量至少为3个,需从同一批次、相同工艺的产品中抽取——这是保证结果统计显著性的关键,曾有企业因仅用1个样品测试,导致报告不被认证机构认可。

样品需进行“预循环激活”:测试前完成3次完整的充放电循环(采用额定制度),目的是消除电池的“初始容量漂移”。例如某锂离子电池标称容量100Ah,预循环后稳定至98Ah,此时需以98Ah作为“初始容量基准”,而非标称值。

初始容量需按IEC 62660-1:2010方法测定:在25℃±2℃环境下,以1C电流充电至额定电压,恒压至电流≤0.05C,静置30分钟后,再以1C电流放电至终止电压,记录放电容量。3个样品的初始容量偏差需≤5%,否则需重新选样——某企业曾因偏差达8%,导致整个测试报告被退回。

测试流程中的关键参数控制要点

充放电制度是循环寿命测试的核心变量。若制造商声明了充电方式(如“恒流1C至4.2V,恒压至0.05C”),则必须严格执行;未声明则采用默认制度。充电时若电压超过额定值的1.05倍(如4.2V的1.05倍为4.41V),需立即停止测试,防止过充损坏电池。

放电制度需与制造商声明一致,常见放电电流为0.5C或1C,终止电压为制造商规定的下限(如锂离子电池3.0V/单体)。放电电流的精度需≤±1%——某实验室因电流偏差达2%,导致容量测试结果偏高,循环次数计算错误。

环境条件需严格控制:温度25℃±2℃、相对湿度45%~75%、气压86kPa~106kPa。充放电之间需静置30分钟,让电池内部温度均匀——某企业因省略静置步骤,导致后续放电容量偏低,误以为电池衰减加快。

容量衰减判定与终止条件的实操细节

每完成50次或100次循环(根据电池类型调整),需进行一次“容量校准测试”:按初始容量的测定方法,测试当前电池的容量。当容量衰减至初始容量的80%(即容量保持率≤80%)时,终止测试。

若某一次校准的容量出现“回升”(如从79%回升至81%),需继续循环,直到连续两次校准的容量≤80%,再终止测试——这是避免“容量波动”导致误判的关键。某样品曾因忽略此点,误将回升后的循环次数计入结果,导致数据失真。

异常情况(如泄漏、鼓包、温度超过80℃、电压骤降≥0.5V)需立即终止测试,此时的循环次数不计入“有效循环寿命”。某锂离子电池在第1200次循环时出现鼓包,尽管容量仍有82%,但循环寿命仅计为1200次。

测试数据记录与报告的合规要求

测试过程中需记录“全量数据”:每次循环的充放电电流、电压、时间,每一次容量校准的结果,以及环境温度(每小时记录1次)。数据需保留原始格式(如仪器导出的CSV文件),不能随意修改——认证机构会抽查原始数据,若发现缺失或修改痕迹,会直接判定报告无效。

测试报告需包含以下内容:

(1)样品信息(型号、批次、标称容量、制造商)。

(2)测试条件(充放电制度、环境温度、样品数量)。

(3)初始容量(3个样品的初始值及平均值)。

(4)循环寿命结果(每个样品的循环次数及平均值)。

(5)容量衰减曲线(循环次数vs容量保持率)。

(6)终止原因(容量衰减至80%或异常情况)。

(7)测试机构信息(名称、资质、测试人员签名)。

报告需加盖实验室公章,且资质需涵盖“储能电池循环寿命测试”项目——某实验室因资质未覆盖该领域,导致报告不被客户认可。

实际应用中的常见偏差与修正方法

环境温度控制不严是常见问题:夏天实验室温度可能达30℃,超过标准的25℃±2℃。修正方法是安装恒温恒湿箱,或在报告中说明“温度偏差”,并采用“温度修正系数”(如锂离子电池在30℃下的循环寿命比25℃长约10%,需将结果修正为25℃下的等效寿命)。

样品数量不足也是常见误区:部分企业为节省成本仅用1个样品测试。修正方法是增加至3个样品,或采用“加速循环测试”(如用2C电流充放电,缩短测试时间),但需在报告中说明“加速条件”,并验证加速因子(如2C电流下的循环寿命是1C的80%,则测试结果需乘以0.8得到1C下的等效寿命)。

充放电设备精度不够会导致数据偏差:部分设备的电流精度仅±2%,不符合标准的±1%要求。修正方法是测试前用标准源校准设备,或更换高精度设备——某企业因设备未校准,导致循环次数多计了50次。

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