ICS32.020

CCST45

團體標準

T/CIAPS0018—2022

動力電池熱失控泄露物檢測方法與毒性分級

CompositionDetectionMethodandToxicityClassificationofTractionBattery

ThermalRunawayLeakage

2022年6月22日發布2022年7月1日實施

中國化學與物理電源行業協會發布

T/CIAPS0018-2022

動力電池熱失控泄露物檢測方法與毒性分級

1范圍

本文件規定了動力電池熱失控泄漏物的檢測方法與毒性分級。

本文件適用于動力電池系統和搭載動力電池的熱失控泄漏物的檢測方法與毒性分級，可為其它電池

系統熱失控泄漏物的檢測方法與毒性分級提供相關參考。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB5044-1985《職業性接觸毒物危害程度分級》

GB18352.6-2016《輕型汽車污染物排放限制及測量方法（中國第六階段）》

GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》

GB50016-2014《建筑設計防火規范》

GBZ230-2010《職業性接觸毒物危害程度分級》

GB/T2900.41-2008《電工術語原電池和蓄電池》

GB/T19596-2017《電動汽車術語（ISO8713:2002,NEQ）》

GB/T31467.2-2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統第2部分：高能量應用測試規程》

GTR-EVS/ECE/TRANS/WP.29/2017/138《關于電動汽車安全（EVS）的新全球技術法規的提案》

《世界衛生組織/化學安全國際項目：健康和安全指南用戶手冊》（WHO/IPCS:TheUser’sManual

fortheIPCSHealthandSafetyGuides）

3術語和定義

GB/T2900.41-2008、GB/T19596-2017、GB38031-2020中界定的以及下列術語和定義適用于本文

件。

3.1檢測對象detectionobject

待檢測的電池單體、電池模組，待測電池單體或電池模組的總能量不大于5kWh。

3.2熱失控觸發方法thermalrunawaytriggermethod

指火焰觸發、電熱觸發或過充電觸發。

4縮略語和符號

4.1縮略語

SOC：荷電狀態。

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4.2符號

I1：1h率放電電流（A）,其數值等于額定容量值。

I10：10h率放電電流（A），其數值等于額定容量值的1/10。

Is：截止放電電流（A），其數值等于額定容量值的1/100。

RT：室溫(22±5)℃。

5實驗室要求

5.1監控設施

實驗室監控設施主要包括以下四部分：

a)環境監測設備：能及時記錄實驗室環境溫度、濕度、氧含量等數據；

b)視頻監控設備：能實時記錄實驗室內部實時畫面，存儲內容至少保持30日；

c)實驗室展示設備：能實時顯示視頻監控設備采集的圖像；

d)數據存儲設備：具備環境溫度、濕度、氧含量，視頻資源，實驗室熱失控實時監測數據的不間

斷存儲能力。

5.2濾毒通風設施

實驗室應具備濾毒通風設備，日常情況下應保證合適的新風供應，熱失控后場地處理過程中應至少

滿足足量的換氣量，排放的氣體應經過濾毒系統，檢測合格后方可排放。

5.3消防器具

a)滅火：應具備消防安全標準的噴淋滅火設備；

b)隔離：實驗室四周應預留5m隔離空間防止火災失控蔓延，配備滅火毯、滅火器；

c)消防水源：實驗室外應配備消防栓或在合適位置安置合適大小的水池，注滿水備用；

d)沙箱：實驗室外應安置消防沙箱，備用。

5.4防爆設施

實驗室應具備適當的防爆能力，配置相關防爆設施。

5.5防護裝備

實驗室防護裝備主要指個人防護裝備，主要包括防護面罩、防毒面具、防毒衣、防護服等。

6儀器和設備

6.1電池充放電儀

采用電池充放電測試儀對檢測對象進行充放電，將檢測對象調整至實驗所需的荷電狀態，對檢測對

象充放電過程中的電流、電壓、時間和容量進行設置和實時記錄。

6.2視頻記錄儀

采用高清高速攝像頭對電池熱失控過程進行記錄，以備后續分析。

6.3燃燒箱

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適用于火焰觸發熱失控。定制燃燒箱，適用于火焰觸發熱失控，材質為不銹鋼，箱體上部有排氣孔，

燃燒口位于底部，箱體尺寸可根據待測對象尺寸進行調整。

6.4電熱箱

適用于電熱觸發熱失控。定制電熱箱，適用于電熱觸發熱失控，材質為不銹鋼，箱體上部有排氣孔，

電加熱片位于底部或箱體側壁，箱體尺寸可根據待測對象尺寸進行調整。

6.5過充電測試箱

適用于過充電觸發熱失控。定制過充電測試箱，適用于過充電觸發熱失控，材質為不銹鋼，箱體上

部有排氣孔，充放電連接位于底部，箱體尺寸可根據待測對象尺寸進行調整。

6.6氣體分析儀

6.6.1氣質聯用儀

臺式氣相色譜-質譜聯用儀或便攜式氣相色譜-質譜聯用儀。

6.6.2CO檢測儀

用于實時監測CO濃度。分辨率：1ppm，檢測精度：±1%，重復精度±1%，響應時間：1s。

6.6.3HF檢測儀

用于實時監測HF濃度。分辨率：1ppm，檢測精度：±1%，重復精度±1%，響應時間：1s。

6.6.4復合氣體檢測儀

用于實時監測H2S、LEL、O2等濃度。分辨率：1ppm，檢測精度：±1%，重復精度±1%，響應時間：1s。

6.7固態煙塵檢測儀

根據客戶要求，體現在檢測報告中。

7檢測方法

7.1單體電池級別

7.1.1樣品

檢測對象中的單體電池可選做以下熱失控方法的任一種以及以下三個充電態，進行熱失控泄漏產物

檢測，即選擇三個相同型號批次電池，電池在充電前應首先在RT的環境溫度下以I10進行放電至終止電壓，

擱置5min后備用。根據7.1.2充放電制度，通過充放電儀使電池分別處于30%SOC、50%SOC、100%SOC。

7.1.2充放電制度

7.1.2.130%SOC

在RT的環境溫度下，以I1進行充電18min后擱置5min備用。

7.1.2.250%SOC

在RT的環境溫度下，以I1進行充電30min后擱置5min備用。

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7.1.2.3100%SOC

在RT的環境溫度下，以I1進行充電，當電池端電壓達到充電限制電壓時，改為在限制電壓下恒壓充

電，直到充電電流小于Is或恒壓充電時間大于8h，停止充電擱置5min備用。

7.1.3熱失控觸發方法

7.1.3.1火焰觸發

將充好電的電池放置于燃燒箱內，固定，點火引發熱失控。

電池被火焰接觸位置：軟包類電池的前端，圓柱形電池的中部，硬方殼電池的前端。

7.1.3.2電加熱觸發

將充好電的電池放置于電熱箱內，固定，電加熱引發熱失控。

電池熱失控觸發參考條件：

加熱部位選擇：軟包類電池的前端，圓柱形電池的中部，硬方殼電池的前端；程序升溫條件：升溫

速率：3℃/s～10℃/s，電熱板加熱直至觸發熱失控，并記錄熱失控溫度。

7.1.3.3過充電觸發

將準備好的電池放置于過充電測試箱內，固定，以I1進行充電，直至觸發熱失控，并記錄熱失控時

間和充電狀態。

7.1.4觸發方法的選擇

根據需求，任選以上三種觸發方法的一種、兩種或三種。

7.1.5熱失控泄漏物檢測方法

7.1.5.1稱重

監控檢測對象的質量變化，測量精度不大于1g。

7.1.5.2測溫

監控熱失控過程中檢測對象的表面溫度和測試箱的內部溫度，測量精度不大于0.1℃，數據采集間

隔不大于1s。

7.1.5.3采樣

a)氣態物質采樣：

1)檢測設備實時采集氣態物質；

2)采用大氣采樣器，定時定點抽氣至集氣袋，備測。

b)固態物質采樣：熱失控完成后收集電池殘渣及熱失控室內固體殘渣備測。

7.1.5.4產物分析

根據熱失控后產物的不同形態、特性，采取相對應的分析方法，以對不同熱失控產物進行定性和定

量的分析。

a)氣體產物分析：

1)實時分析：實時監測熱失控室中的各種氣體成分、含量信息；

2)離線分析：通過分析儀器分析集氣袋中氣體成分、含量信息。

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b)固體產物分析

7.1.6單體電池級別檢測報告

單體電池級別的測試報告應該包含以下內容：

a)電池制造商名稱和電池型號；

b)電池額定儲能容量（例如安時）；

c)電池調整過程中獲得的開路電壓與SOC；

d)電池測試開始時電池的開路電壓；

e)需求方選用的觸發熱失控的方法；

f)熱失控觸發后的最高溫度；

g)熱失控前的電池表面溫度（和最高溫度的位置）；

h)有毒產物的生成和組分測量；

i)電池熱失控泄漏物的毒性分級；

j)電池熱失控泄漏物的量。

7.2模組級別

7.2.1模組形式

檢測對象中的模組采用出廠的串并聯方式，或非單體的任意組合模式，不做組合電池數量的限制，

但總輸出能量不大于5kWh。

7.2.2樣品

每種模組可選做以下熱失控方法的任一種以及三個充電態下的任一種，進行熱失控泄漏產物檢測，

即提供兩組相同模組，根據7.1.2充放電制度，通過充放電儀使模組的荷電態分別處于30%SOC、50%SOC、

100%SOC。

7.2.3熱失控觸發方法

7.2.3.1火焰觸發

將充好電的模組放置于燃燒箱內，固定，點火引發熱失控。

模組被火焰接觸位置：模組的前端，靠近密封接口處。

7.2.3.2電加熱觸發

將充好電的模組放置于電熱箱內，固定，電加熱引發熱失控。

模組熱失控觸發參考條件：

加熱部位選擇：模組底端；程序升溫條件：升溫速率：3℃/s～10℃/s，電熱板加熱直至觸發熱失

控，并記錄熱失控溫度。

7.2.3.3過充電觸發

將準備好的電池放置于過充電測試箱內，固定，以I1進行充電，直至觸發熱失控，并記錄熱失控時

間和充電狀態。

7.2.4熱失控泄露物檢測方法

按照7.1.5的方法進行檢測。

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7.2.5模組級別檢測報告

模組級別的測試報告應該包含以下內容：

a)電池制造商名稱和模組中單體電池型號；

b)模組額定儲能容量（例如安時）；

c)模組調整過程中獲得的開路電壓與SOC；

d)模組測試開始時的開路電壓；

e)需求方選用的觸發熱失控的方法；

f)氣體首次排放時的模組表面溫度；

g)熱失控過程中測試箱內檢測到的最高氣體溫度；

h)有毒產物的生成和組分測量；

i)模組熱失控泄漏物的毒性分級；

j)模組熱失控泄漏物的量。

8熱失控泄漏物毒性分級

8.1依據

綜合依據GB5044-1985《職業性接觸毒物危害程度分級》、GB/Z230-2010《職業性接觸毒物危害程

度分級》和WHO/IPCS關于化學品急性毒性分級標準，對熱失控泄露產物毒性進行分級。見附錄A。

將每種熱失控泄漏毒物的毒性分為劇毒、高毒、中毒、低毒和無毒五種。

8.2劇毒

大鼠經口LD50≤25mg/kg

大鼠經皮LD50≤50mg/kg

3

大鼠吸入(4h)LC50≤200mg/m

8.3高毒

大鼠經口25mg/kg＜LD50≤200mg/kg

大鼠經皮50mg/kg＜LD50≤400mg/kg

33

大鼠吸入(4h)200mg/m＜LC50≤500mg/m

8.4中毒

大鼠經口200mg/kg＜LD50≤2000mg/kg

大鼠經皮400mg/kg＜LD50≤2000mg/kg

33

大鼠吸入(4h)500mg/m＜LC50≤2500mg/m

8.5低毒

大鼠經口2000mg/kg＜LD50≤20000mg/kg

大鼠經皮2000mg/kg＜LD50≤20000mg/kg

33

大鼠吸入(4h)2500mg/m＜LC50≤20000mg/m

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附錄A

（資料性附錄）

毒性分級依據的標準

A.1《GB5044-1985:職業性接觸毒物危害程度分級》

A.2《GBZ230-2010:職業性接觸毒物危害程度分級》

A.3《世界衛生組織/化學安全國際項目：健康和安全指南用戶手冊》（WHO/IPCS:TheUser’sManualfor

theIPCSHealthandSafetyGuides）

本標準中對動力電池熱失控泄露物的毒性的分級遵循表1中標準進行:

表1毒性分級依據的標準

GB5044GBZ230WHO

吸入經皮經口吸入經皮經口經口經皮吸入

分級LC50LD50LD50LC50LC50LC50LD50LD50LD50LD50LC50