鋰電池 -20 ℃低溫放電容量測試方案（通用標(biāo)準(zhǔn)流程，適配電芯 / 模組）

一、測試目的

測定鋰電池在 -20℃環(huán)境下的實(shí)際放電容量，計(jì)算低溫容量保持率，評估低溫工況下放電能力、放電平臺、內(nèi)阻變化；用于車載、儲能、戶外設(shè)備低溫性能驗(yàn)證。

原理：低溫下電解液黏度上升、鋰離子遷移阻力增大，內(nèi)阻升高、可用容量下降，嚴(yán)重時(shí)負(fù)極析鋰。

二、適用標(biāo)準(zhǔn)參考

GB/T 31486-2015《電動汽車用動力蓄電池性能要求及試驗(yàn)方法》

GB/T 46513-2025《鋰離子電池正極材料電化學(xué)性能測試》

IEC 62660、QC/T 743（車用鋰電）

不同標(biāo)準(zhǔn)靜置時(shí)長略有差異，下文給出實(shí)驗(yàn)室通用方案 + 國標(biāo)嚴(yán)苛方案兩套。

三、試驗(yàn)設(shè)備

1. 高低溫交變試驗(yàn)箱：控溫 -20±2℃，溫度均勻，引線孔密封；降溫速率建議≤3℃/min，避免熱沖擊析鋰

2. 電池充放電測試儀：電壓、電流精度≤0.5% FS，支持連續(xù)數(shù)據(jù)記錄（≥1 次 / 10s）

3. 工裝、溫度貼片（監(jiān)測電芯表面溫度）、絕緣導(dǎo)線

4. 環(huán)境基準(zhǔn)溫度：25±2℃（測試常溫基準(zhǔn)容量）

四、基礎(chǔ)參數(shù)預(yù)設(shè)（按電芯體系）

表格

體系充電上限電壓放電截止電壓（常規(guī)）常規(guī)測試倍率

三元 NCM/NCA	4.20V	2.75V	0.2C / 0.5C /1C
磷酸鐵鋰 LFP	3.65V	2.50V	0.2C / 0.5C

?? 倍率優(yōu)先按照客戶 / 產(chǎn)品規(guī)范；若無約定，低溫放電推薦 0.2C（國標(biāo)基準(zhǔn)倍率）；大倍率低溫容量會更低。

五、完整試驗(yàn)步驟（推薦標(biāo)準(zhǔn)流程）

步驟 1：樣品預(yù)處理 & 測定 25℃基準(zhǔn)容量

環(huán)境：25±2℃

1. 外觀檢查：無鼓包、漏液、破損；

2. 標(biāo)準(zhǔn) CC-CV 充電：恒流充電至截止電壓 → 恒壓充電，直到電流降至 0.02C，停止充電；靜置 30~60 min；

3. 設(shè)定放電電流恒流放電至放電終止電壓，記錄常溫基準(zhǔn)容量 Q??（Ah）；

4. 建議重復(fù) 2～3 次充放電，取穩(wěn)定容量作為基準(zhǔn)。

步驟 2：常溫滿充

同樣在 25℃環(huán)境下，再次執(zhí)行完整 CC-CV 標(biāo)準(zhǔn)充滿，充電結(jié)束后靜置 30~60 min。

步驟 3：降溫 + -20℃恒溫平衡（關(guān)鍵！決定數(shù)據(jù)重復(fù)性）

1. 將電池放入低溫箱，接線完成；

2. 程序降溫至 -20±2℃；

3. 恒溫靜置（二選一，按執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)）

4. 通用實(shí)驗(yàn)室方案：靜置 ≥4 h

5. GB/T 31486 / IEC 嚴(yán)苛方案：靜置 16～24 h

判斷標(biāo)準(zhǔn)：電芯表面溫度穩(wěn)定在 - 20℃，不再變化，代表芯體內(nèi)部溫度平衡。嚴(yán)禁降溫后立刻放電，容量結(jié)果嚴(yán)重偏高。

步驟 4：-20℃環(huán)境內(nèi)執(zhí)行放電（全程不取出電池）

在箱內(nèi)維持 - 20℃不變：以設(shè)定倍率恒流放電至放電終止電壓，停止放電；記錄：低溫放電容量Q???（Ah）、放電曲線、放電平臺電壓、終止時(shí)刻電壓。

? 禁止：低溫?cái)R置后拿出到室溫放電，不屬于 “低溫放電容量”。

步驟 5：測試后恢復(fù)（可選，評估可逆損傷）

1. 放電完成后，緩慢升溫至 25±2℃，靜置≥4 h；

2. 再次標(biāo)準(zhǔn)充放電，測試常溫容量，觀察是否出現(xiàn)不可逆容量衰減（判斷低溫放電有無析鋰損傷）。

六、數(shù)據(jù)計(jì)算

低溫容量保持率

η?20=Q25Q?20×

Q?20：-20℃放電容量

Q25：25℃基準(zhǔn)放電容量

行業(yè)典型參考指標(biāo)（僅參考，以企業(yè)規(guī)范為準(zhǔn)）

三元?jiǎng)恿﹄娦荆?.2C）：-20℃保持率 70%～85%

磷酸鐵鋰電芯（0.2C）：-20℃保持率 60%～78%

倍率越大，保持率越低；1C 放電普遍比 0.2C 低 5%~12%。

七、重要注意事項(xiàng)（常見誤差來源）

1. 靜置時(shí)間不足：電芯內(nèi)部溫度高于箱溫，測試容量虛高；

2. 導(dǎo)線過長、接線接觸電阻大：低溫下線路壓降被計(jì)入電池電壓，提前觸發(fā)放電截止；

3. 降溫速率過快（＞5℃/min）：易誘發(fā)負(fù)極析鋰，造成性損傷；

4. 濕度：低溫箱內(nèi)部結(jié)霜，做好絕緣，防止接線端子凝露短路；

5. 測試過程監(jiān)控電壓：低溫放電電壓平臺明顯下移，不要隨意提高截止電壓；

6. 平行樣品：每組至少 3 只電芯，RSD＜5% 認(rèn)為數(shù)據(jù)有效。

八、可直接復(fù)制的試驗(yàn) SOP 精簡版（用于實(shí)驗(yàn)記錄）

1. 25±2℃，標(biāo)準(zhǔn) CC-CV 充滿，靜置 30min；0.2C 恒流放電至截止電壓，測定基準(zhǔn)容量 Q??；

2. 25±2℃再次 CC-CV 充滿，靜置 30min；

3. 放入高低溫箱，降溫至 - 20±2℃，恒溫靜置≥4h；

4. 在 - 20℃環(huán)境下，0.2C 恒流放電至截止電壓，記錄 Q???；

5. 計(jì)算 η???=Q???/Q??×；

6. 升溫恢復(fù)至 25℃，靜置 4h，復(fù)測常溫容量，檢查不可逆衰減；全程記錄電壓 - 容量曲線。

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