锂离子动力电池高低温循环测试 - GB/T 31484-2015

在新能源汽车产业的版图中，动力电池不仅是能量之源，更是决定车辆性能与安全的核心命门。随着电动汽车行驶范围的不断扩大，从赤道的酷热到极地的严寒，电池系统必须面对复杂多变的环境挑战。为了确保电池在全生命周期内都能在极端温差下稳定工作，GB/T 31484-2015《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》确立了严格的测试规范。其中，高低温循环测试作为评估电池环境适应性的关键环节，是检验电池“体质”的试金石。

一、标准概览：循环寿命的“国之准绳”

GB/T 31484-2015是中国电动汽车动力蓄电池领域的核心国家标准之一。该标准主要规定了电动汽车用锂离子动力电池和镍氢动力电池的循环寿命要求及试验方法。

其核心宗旨在于：通过标准化的测试流程，模拟电池在实际使用中经历的充放电循环，评估其在长期使用后容量衰减的程度。而高低温循环测试，则是将电池置于特定的高温与低温环境中进行循环，以考核其在极端气候条件下的耐久性与安全性，防止电池在温度骤变时出现性能“断崖”或安全隐患。

二、测试核心逻辑：模拟“冰火两重天”

在GB/T 31484-2015的框架下，高低温循环测试并非简单的“加热”与“制冷”，而是一套严谨的、旨在加速老化并暴露缺陷的验证过程。

1.严苛的温区设定

测试通常在环境模拟舱中进行，标准规定了明确的温度边界。常见的测试范围涵盖-20°C至60°C，部分针对特殊用途或更高要求的产品，温度范围可能扩展至-40°C至85°C。这一设定模拟了电池在全球绝大多数地区可能遭遇的极限环境。

2.温度冲击与循环

测试的核心在于“循环”。电池样品需在高温与低温之间反复交替。例如，先在高温下保持一段时间进行充放电，再迅速转入低温环境。这种剧烈的温度变化会对电池的内部材料（如正负极、电解液、隔膜）和封装结构产生巨大的热应力。

3.多维度的性能监测

在经历温度循环的过程中，测试系统会实时监控电池的电压、电流、温度及表面形貌。重点关注电池在低温下的放电能力、高温下的充电接受能力，以及循环过程中是否有异常发热、漏液、鼓包或起火爆炸等安全问题。

三、关键评估指标：数据背后的“健康密码”

通过GB/T 31484-2015的高低温循环测试，工程师们主要关注以下几个核心指标，这些指标直接反映了电池的品质与寿命：

-容量保持率：这是最直观的指标。测试前后，电池的放电容量应保持在较高水平（通常要求不低于初始容量的80%或90%，具体视循环次数和测试条件而定）。容量衰减过快意味着电池寿命缩短。

-内阻变化率：温度循环会导致电极材料活性降低或界面副反应增加，从而引起内阻上升。内阻的显著增加会影响电池的功率输出和充放电效率，是判断电池老化的重要依据。

-外观与结构完整性：测试结束后，电池外壳不应出现裂纹、变形或密封失效。这直接关系到电池的防水防尘性能及长期使用的安全性。

-安全性能：在测试过程中，电池必须杜绝发生热失控、起火、爆炸或电解液泄漏等致命故障。

四、测试流程与技术挑战

一个完整的高低温循环测试流程通常包含以下步骤：

1.初始检测：在常温下测定电池的初始容量、内阻和外观，建立基准数据。

2.样品安装与环境适应：将电池置入环境试验箱，连接测试通道，使其适应初始环境温度。

3.执行循环程序：按照标准设定的温度曲线、升降速率（如5°C/min）和保持时间，自动运行多个循环周期（如10-20个循环）。

4.中间性能测试：在循环过程中或特定阶段后，可能会将电池移出或在箱内恢复至常温，进行容量和内阻的复测，以观察性能衰减趋势。

5.最终评估：完成全部循环后，进行全面的电性能和安全检查，出具测试报告。

技术挑战在于：精确控制温度的均匀性和升降速率，确保数据采集的同步性，以及对测试过程中可能出现的安全风险进行有效监控和防护。

五、对产业与用户的深远意义

GB/T 31484-2015标准下的高低温循环测试，其价值不仅在于一份合格报告，更在于它对产业和用户的多重保障。

-对制造商：它是产品设计优化的“指南针”。通过测试，企业能发现电池材料体系、热管理系统设计或封装工艺上的不足，从而推动技术迭代，提升产品竞争力。

-对消费者：它是安心使用的“定心丸”。通过该标准认证的电池，意味着车辆在冬天不会因低温而“趴窝”，在夏天暴晒后仍能安全充电，极大地提升了用车体验和安全感。

-对行业监管：它为政府主管部门提供了统一的准入门槛和监管依据，有效净化市场环境，淘汰劣质产品，促进行业健康可持续发展。

结语

随着全球气候环境的日益复杂和新能源汽车市场的持续爆发，对动力电池环境适应性的要求只会越来越高。GB/T 31484-2015及其相关的高低温循环测试方法，作为衡量电池品质的“标尺”，将继续发挥其不可替代的作用。它不仅是实验室里的冰冷数据，更是连接技术创新与用户信赖的温暖桥梁，守护着每一辆电动汽车在极境中平稳行驶，驶向更广阔的未来。