7月6日,國家標準《電力儲能用鋰離子電池》征求意見稿發布,該標準修編保持GB/T 36276-2018原章節總體結構基本不變,對標準細節進行了增刪和修改,如新增了正常工作條件,規定了工作環境的溫度、濕度、海拔等要求,其中工作海拔被劃分為高于2000米和低于2000米,要求對2000米應用的產品開展高海拔性能測試。電池聯盟認為,結合具體應用場景制訂或修訂相應電池標準具有針對性,從現有標準來看,國內鋰離子電池標準呈現應用場景細分化趨勢,其實質是企業電池產品根據市場需求細分化,而團體標準在細分化進程中起到引領示范作用。
01
國內鋰離子電池產品標準
呈現應用場景細分化趨勢
鋰離子電池各應用場景技術標準在頂層設計方面已早有布局。工信部2016年發布了《鋰離子電池綜合標準化技術體系》,該文件是我國鋰離子電池行業立項、編制標準的重要依據。文件中的鋰離子電池綜合標準化技術體系主要包括基礎通用、材料與部件、設計與制程、制造與檢測設備、電池產品5大類。其中,在電池產品這一大類上,根據主要功能分成消費型、動力型、儲能型和其他等,根據具體應用領域,細分為便攜式電子設備、便攜式醫療設備、電動車、電動自行車、電動工具、電池儲能等多個具體應用領域。在標準體系頂層設計方面,已針對不同應用領域的鋰離子電池標準進行了提前布局。
圖一:我國鋰離子電池綜合標準化技術體系框架
來源:工信部《鋰離子電池綜合標準化技術體系》
表1:我國部分鋰電池標準
注:本表為不完全統計,不同場景下的梯次利用電池相關標準不納入統計范圍。
來源:公開資料整理
近年來我國鋰電池國標、行標和團標已呈現應用場景細分化的趨勢。在整理的48項鋰離子電池技術標準中,已發布的國家標準有12項(另有5項仍在進行編制),行業標準10項,團體標準26項。2016年以后發布的標準有38項,占比79.1%,主要是針對電動自行車、電力儲能、通信、平衡車、便攜式家用電器、便攜式警用設備等具體應用領域中鋰離子電池的技術性能、測試方法進行規范的標準。我國鋰電池標準應用場景細分化趨勢還具體體現在:2001年發布的國標《電動道路車輛用鋰離子蓄電池》,到2020年已細分完善出電動汽車、電動摩托車等相關國標;在2014年國標《便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組安全要求》的基礎上,于2020年發布了便攜式家用電器用、便攜式警用裝備用等細分領域的行標,于2020–2021年發布了無線耳機用、電子煙用等細分領域的團標。
02
標準應用場景細分化的實質是
企業電池產品根據市場需求細分
我國電池企業的鋰離子電池產品已廣泛應用于諸多細分領域。在這些領域中,我國鋰電池有著良好的市場表現。例如,2021年我國消費型電池產量達72.0GWh,廣泛應用于手機、筆記本、耳機等數碼產品。在新能源汽車領域,2021年我國動力電池裝車量達154.5GWh,共計58家電池企業實現裝車配套。在儲能領域,2021年中國儲能鋰電池總出貨量為37GWh,其中電力儲能占比47%、通信儲能占比33%、家庭儲能占比15%、便攜式儲能占比3%,其他儲能2%,參與儲能市場的包括寧德時代、國軒高科、中創新航、蜂巢能源等諸多企業。
不同領域的產品需求差異較大,所以需要細化標準以對相關電池產品進行更好的規范。在工信部發布的《鋰離子電池行業規范條件(2021年版)》中,對不同類型的電池提出了針對性的要求,動力型電池要求循環壽命≥1000 次且容量保持率≥80%,而儲能型電池要求循環壽命≥5000 次且容量保持率≥80%。即使同為動力型電池,純電動汽車使用的是能量型動力電池,而混動車(包括油電混動和插電式混動)的電池由于要頻繁大功率放電,所以更傾向于使用功率型電池,前者要求電池組(三元)能量密度≥150Wh/kg,后者則要求電池組功率密度≥350W/kg。同為儲能型電池,便攜式儲能和固定式電網儲能對電池系統的體積、重量、安全性等要求顯然是有區別的。與常規環境相比,爆炸性環境用鋰電池需要有防爆安全技術方面的要求。高寒地區鋰離子動力電池需要有更強的耐寒性,所以T/GHDQ 4—2017對零下20℃、零下30℃和零下40℃溫度下的動力電池包性能指標進行了規定,而一般標準只在零下20℃至零上55℃溫度范圍內對動力電池性能指標進行規范要求。諸如此類電池產品由于所涉應用場景不同,對其電性能、安全性等方面提出了不同要求,所以需要具有區別性的標準對電池產品進行規范,以保證相關產品適用于具體場景,從而更好地滿足市場需求。
03
團體標準在標準應用場景細分化進程中
發揮引領示范作用
當下鋰離子電池技術快速發展和迭代,團標由于制訂周期比國、行標短,能更快速地響應創新和市場對標準的需求。我國《鋰離子電池行業規范條件》自2015年首版發布以來已更新三版(最新版即上文提及的《鋰離子電池行業規范條件(2021年版)》),對鋰電池技術標準做出新的規定,其中消費型單體電池能量密度要求已經從2015年的≥150Wh/kg變為2021年的≥260Wh/kg,可見鋰電池技術迭代快速。而國標和行標由國家相關部門進行發布實施,制訂周期一般要2年左右,長則3-5年,難以及時地對電池產品技術進行規范。表一中正在審查的《便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組 安全技術規范》于2018年開始立項,目的是代替2014發布的《便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組安全要求》,但目前仍未發布實施。相比之下,團標由協會等社會團體發布實施,制訂周期一般在半年以內,可以及時地對新的電池產品技術進行規范。
團標填補了鋰電池國、行標在部分應用場景下的空白。國、行標與團標雖然都屬于我國標準體系范疇,但定位有所區別。國、行標所規范的主要是對我國經濟技術發展或行業發展具有重大意義、需要在全國或全行業范圍內統一的技術要求,一般不會涉及太具體的應用場景;而團標針對創新和市場需要,能夠對具體應用場景下的技術標準進行規范。近五年我國鋰離子電池團標所涉應用場景如特種驅動用、電子煙用、軌道交通用、爆炸性環境用等,在標準應用場景細分化進程中發揮了引領示范作用。
近年來,中國電子節能技術協會電池專委會組織編制了《鋰離子電池產品碳足跡評價導則》、《動力鋰離子電池回收利用企業綠色工廠評價要求》等多項鋰電池行業相關團標。在鋰電池標準應用場景細分化進程中,專委會也愿與企業一道,積極參與不同應用場景下的鋰電池標準編制工作,完善我國鋰電池標準體系,為電池產業和企業發展貢獻一份力量。
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