船用磷酸铁锂电池的注意事项

由于锂离子电池过充容易在电池正极产生锂枝晶，穿透隔膜导致电池正负极内部短路，进一步导致电池单热失控，引起火灾或爆炸。

因此，我们非常重视锂离子电池过充电的安全性和保护。在每个标准下，过充电安全试验项目的实验要求是一致的。但由于过放电过程中电池能量变化方向降低，不太可能引起火灾或爆炸。在每个标准下，特别是在GB和IEC标准体系下，过放电试验的试验要求明显不同。

标准中过放电试验要求

目前，由于锂电池广泛应用于电动汽车领域，锂离子电池的标准主要针对电动汽车。近年来，随着锂电池在工业和电力储能领域的进一步应用，锂离子电池在相关专业领域的应用标准也开始出现。

在船舶锂电池领域，由于其应用刚刚起步，暂时缺乏专门的标准，主要的性能试验和安全试验要求是从汽车、工业和电力储能领域的相关标准中学习的。

其中，在CCS《太阳能光伏系统与磷酸铁锂电池系统》中，安全试验的主要接受标准为IEC6260-2《二次锂离子电池第二部分：可靠性与滥用试验》。

但在中国船级社《纯电池动力船舶检验指南》中，IEC62660-2安全试验主要接受标准《Secondarylithium-ioncellsforthepropulsionofelectricroadvehicles-Part2-Reliabilityandabusetesting》、IEC62619《SecondaryCellsAndBatteriesContainingAlkalineOrOtherNonAcidElectrolytesSafetyRequirementsForSecondaryLithiumCellsAndBatteries,ForUseInIndustrialApplications》、ISO6469-1《Electricallypropelledroadvehicles--Safetyspecifications--Part1:Rechargeableenergystoragesystem(RESS)》、GB/T36276电力储能锂离子电池。

在国内电动汽车强制检测中，GB/T31485《电动汽车动力电池安全要求及试验方法》作为主要接受的安全试验标准，在此进行比较:

磷酸铁锂单体电池过放电试验要求对比

从表中可以看出，在IEC6260-2和IEC62619中，过放电试验项目要求电池初始状态为完全放电的电池，即SOC为0%；但在GB/T36276和GB/T31485中，过放电试验项目使用的电池为满电电池，即SOC为100%。

同时，根据IEC6260-2和IEC62619的概念，实验电流IT与GB/T36276定义的1Crcn和GB/T31485中定义的I1值相同，可以认为实验要求中的放电电流要求相同。但在GB/T36276中，放电电流也可以是厂家规定的最大放电电流，小值与1C之间作为放电电流。

如果将IEC标准和GB标准下的电池初始条件调整为一致，在GB/T36276和GB/T31485中，对于完全放电的电池，继续按1C电流放电时间为30min，实验停止时实验电池SOC=-50%。

根据IEC6260-2和IEC62619的放电时间要求，对于完全放电的电池，1C电流的放电时间为90分钟，实验停止时SOC=-150%。

可见，在过放电试验项目中，IEC6260-2和IEC62619的要求高于GB/T36276和GB/T31485；从放电电流来看，IEC6260、IEC62619与GB/T31485的需求一致，高于GB/T36276。

探讨

就放电试验项目而言，单体电池的需求因使用环境而异。适用于GB/T36276的单体电池的预期用途是储能。这种电池系统一般是在线的，与电网相连，可以及时从电网中补充释放的电量，主要用于电网的削峰填谷，以及作为主要场所和设备的备用电源。

作为电网峰填充的电源，在设计开始时完全确定输出功率要求，作为关键设备和场所的备用电源，设计中完全确定电池系统的功耗和时间。

同时，由于上述两个前提，电池系统固定在自然条件可控的房间内，自然条件对电池单体的影响可以忽略不计，在使用过程中不会对电池单体本身的一致性产生明显影响。

电池单体作为电力储能，在使用过程中放电率要求低，不易过放电。因此，在GB/T36276中，电池过放电试验对放电电流和放电深度的要求较低。

作为汽车动力源，其应用条件下对电池性能特性的要求主要包括：比能量高、输出功率高、循环寿命长。在这种情况下，对电池的需求不仅是高能量密度和高放电率。

但在电动汽车的实际使用过程中，驾驶员的使用习惯和充电站的分布会对电池系统产生影响。同时，考虑到使用条件下温度、湿度、振动、冲击等环境影响因素变化较大，电池单体的一致性可能比出厂时发生较大变化。

就过放电而言，电动汽车电池在高倍率放电条件下更容易出现一定深度的过放电。因此，GB/T31485对放电电流的要求高于GB/T36276，而IEC6260-2和IEC62619对放电电流和放电深度的要求高于GB/T36276。

当电池作为船舶的动力源时，由于船舶对电池重量的敏感性远小于汽车，其耐久性是电池功率设计的重点，因此锂电池不需要高功率输出，因此对放电率的要求较低。

然而，船上的使用环境略好于电动汽车，但也比电力储能电池差。因此，电池单体在使用过程中的一致性不如电力储能电池好。由于风浪对速度和驱动负荷的影响，风浪越大，船舶的驱动阻力就越大。

由于纯电池动力船只能在到达港口后用岸电充电，可能导致电池单体在极端海况下放电深度较深。综上所述，磷酸铁锂电池作为船舶动力源使用时，过放电过程中电池单体放电率不高，但放电深度可能较大。过放电试验的要求应与使用过程中可能发生的过放电条件相适应。

磷酸铁锂电池过放电试验的一些建议

（1）由于磷酸铁锂电池具有良好的耐过放电能力，在船舶推广动力源的情况下，可能会出现较深的放电深度。需要严格考虑放电试验的放电深度。例如，根据IEC6260-2和IEC62619的要求，完成放电的电池SOC=-150%。

（2）由于电池单体在实际船舶条件下的放电率较低，放电试验的放电电流可选择1C或工厂规定的最大放电电流中的较小值。

（3）如果试验中选择的放电电流小于1C，则需要增加放电时间，以确保放电深度。实验放电电流对应的放电时间按IEC62619要求计算，实际放电时间等于1C与实际放电电流之比乘以90分钟。