《无损检测 动力电池健康状态电化学阻抗谱检测与评价方法》征求意见
由中国材料与试验团体标准委员会无损检测技术及设备领域委员会(cstm/fc94)归口承担的《无损检测动力电池健康状态电化学阻抗谱检测与评价方法》团体标准已完成征求意见稿，按照《中关村材料试验技术联盟团体标准管理办法》的有关规定，现公开广泛征求意见。
本标准按照 gb/t 1.1-2009 给出的规则起草。参考gb/t 38894-2020 无损检测 电化学检测 总则；gb/t 31486-2015 电动汽车用动力蓄电池电性能及试验方法；gb/t 34015-2017 车用电池回收利用 余能检测；gb/t 16545-2015 金属和合金的腐蚀 腐蚀试样上腐蚀产物的清除等文件编制。
本标准规定了针对动力电池健康状态的电化学阻抗谱检测与评价方法。本标准规定了适用于电池健康状态的电化学阻抗谱检测设备要求。本标准适用于采用电化学阻抗谱对动力电池进行健康状态快速评价。
设备要求：
检测系统由电化学检测设备、夹持系统、温控系统和测温系统组成。其中电化学检测设备可以是集成的成套设备也可以是分离的部件单元，但设备参数应符合标准 5.1 要求。
1.电化学检测设备
1.1 电化学检测设备至少应包括恒电位模块、数字信号发生器、电流信号采集模块、控制模块、通信模块，以及相应的存储与记录装置等。
1.2 电化学检测装置应能满足如下要求：
(1)阻抗频率范围包含 104—10-2 hz；
(2)阻抗频率分辨率不少于 1mhz；
(3)阻抗最大交流电流振幅不少于 10a rms；
(4)阻抗测试精度不少于 0.1%和 0.1deg，取最二者最大值；
(5)电流量程不小于 20a；
(6)电压量程不小于 10v。
2.夹持系统
2.1 夹持系统用于夹持被检测电池，使得在检测系统被检测电池中的保持稳定，不因物理结构失稳影响检测结果。
2.2 夹持系统中与被检测电池和电化学检测设备相连接部件应采用导体材料制作，导体材料在 25±3℃温度下的电阻率不应超过 1.8×10-3ω·m。
2.3 完成电池夹持后，检测装置至电池电极的物理电阻在 25±3℃温度下不应超过 5×10-4ω。
3.温控系统
3.1 温控系统用于控制被检测电池的环境温度，以使检测过程处于设定的环境温度中进行。
3.2 温控系统须满足电池标称工作温度上下限 1.5 倍，波动范围不得大于±1℃。
3.3 为保证温控系统的可靠性，温控系统在测试前应进行设备精度计量。
4.测温系统
4.1 测温系统用于准确获取检测时的被检测电池温度，进而对检测结果进行校正。
4.2 测温部件宜采用贵金属电极或其他热电偶制作，测温精度不得大于±1℃。
检测步骤：
1.检测方法
采用交流阻抗谱法(eis)进行检测，主要步骤按照本节规定执行。
2.检测前准备
2.1 检测前应检查被检测电池电极的清洁度。为保证电接触良好及测试的准确性，可在测试前对被检测电池电极的外表面进行快速清洗，具体清洗方法可参照 gb/t 16545-2015 执行。
2.2 检测前应检查被检测电池的荷载状态在标称容量的 10-90%之间。如果不满足，可预先进行小幅充放电，以符合检测要求。
2.3 连接检测电路完成后，应确定检测电路为通路，并确定检测电路中的各连接部位用手轻摇不脱落，以保证电路具有较为良好的物理结构稳定性，使检测电路在检测过程中不发生断路。
2.4 检测过程中应保持环境温度恒定。
3.电化学检测
3.1 记录电池温度和电池两极电压，待电压稳定后进行电化学阻抗谱测试。
3.2 检测频率设定范围一般为 5×104—10-2 hz，5×104—5×10-2 hz，105—10-2 hz，105—5×10-3 hz 等。一般推荐选择检测频率范围为 104—10-2 hz。
3.3 正弦波扰动信号的可设定为电压扰动或者电流扰动，电压扰动振幅为一般为 20mv，10mv、5mv、1mv 等。电流扰动一般选择 10a、1a 和 0.1a 等，以可以对中频区电气元件进行有效区分为目标。
3.4 对于未知体系的电池，推荐选择检测频率范围 104—10-2 hz，正弦波扰动信号的选择电流扰动，扰动振幅最高为为 10a。
试验报告：
试验报告应包括如下信息：
a)检测对象采用材料的完整描述，包括电池类型、生产厂商、新旧状态等；
b)电池的目视状态和电极处理的细节；
c)重复检测的次数和每次检测的间隔时间及检测之后对电池的处理；
d)电池检测时的温度及温度波动；
e)检测所用电化学检测设备品牌与型号；
f)电池检测前的室内放置时间；
g)检测前的电池电压，及其是否稳定；
h)检测过程的全部细节，包括电化学阻抗谱频率、扰动电信号种类和扰动振幅等；
i)实测数值、拟合数值、等效电路拟合模型和目标阻抗谱参数；
j) 电池的健康状态评价结果。
更多详情请见附件。
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设备要求：
检测系统由电化学检测设备、夹持系统、温控系统和测温系统组成。其中电化学检测设备可以是集成的成套设备也可以是分离的部件单元，但设备参数应符合标准 5.1 要求。
1.电化学检测设备
1.1 电化学检测设备至少应包括恒电位模块、数字信号发生器、电流信号采集模块、控制模块、通信模块，以及相应的存储与记录装置等。
1.2 电化学检测装置应能满足如下要求：
(1)阻抗频率范围包含 104—10-2 hz；
(2)阻抗频率分辨率不少于 1mhz；
(3)阻抗最大交流电流振幅不少于 10a rms；
(4)阻抗测试精度不少于 0.1%和 0.1deg，取最二者最大值；
(5)电流量程不小于 20a；
(6)电压量程不小于 10v。
2.夹持系统
2.1 夹持系统用于夹持被检测电池，使得在检测系统被检测电池中的保持稳定，不因物理结构失稳影响检测结果。
2.2 夹持系统中与被检测电池和电化学检测设备相连接部件应采用导体材料制作，导体材料在 25±3℃温度下的电阻率不应超过 1.8×10-3ω·m。
2.3 完成电池夹持后，检测装置至电池电极的物理电阻在 25±3℃温度下不应超过 5×10-4ω。
3.温控系统
3.1 温控系统用于控制被检测电池的环境温度，以使检测过程处于设定的环境温度中进行。
3.2 温控系统须满足电池标称工作温度上下限 1.5 倍，波动范围不得大于±1℃。
3.3 为保证温控系统的可靠性，温控系统在测试前应进行设备精度计量。
4.测温系统
4.1 测温系统用于准确获取检测时的被检测电池温度，进而对检测结果进行校正。
4.2 测温部件宜采用贵金属电极或其他热电偶制作，测温精度不得大于±1℃。
检测步骤：
1.检测方法
采用交流阻抗谱法(eis)进行检测，主要步骤按照本节规定执行。
2.检测前准备
2.1 检测前应检查被检测电池电极的清洁度。为保证电接触良好及测试的准确性，可在测试前对被检测电池电极的外表面进行快速清洗，具体清洗方法可参照 gb/t 16545-2015 执行。
2.2 检测前应检查被检测电池的荷载状态在标称容量的 10-90%之间。如果不满足，可预先进行小幅充放电，以符合检测要求。
2.3 连接检测电路完成后，应确定检测电路为通路，并确定检测电路中的各连接部位用手轻摇不脱落，以保证电路具有较为良好的物理结构稳定性，使检测电路在检测过程中不发生断路。
2.4 检测过程中应保持环境温度恒定。
3.电化学检测
3.1 记录电池温度和电池两极电压，待电压稳定后进行电化学阻抗谱测试。
3.2 检测频率设定范围一般为 5×104—10-2 hz，5×104—5×10-2 hz，105—10-2 hz，105—5×10-3 hz 等。一般推荐选择检测频率范围为 104—10-2 hz。
3.3 正弦波扰动信号的可设定为电压扰动或者电流扰动，电压扰动振幅为一般为 20mv，10mv、5mv、1mv 等。电流扰动一般选择 10a、1a 和 0.1a 等，以可以对中频区电气元件进行有效区分为目标。
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试验报告：
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b)电池的目视状态和电极处理的细节；
c)重复检测的次数和每次检测的间隔时间及检测之后对电池的处理；
d)电池检测时的温度及温度波动；
e)检测所用电化学检测设备品牌与型号；
f)电池检测前的室内放置时间；
g)检测前的电池电压，及其是否稳定；
h)检测过程的全部细节，包括电化学阻抗谱频率、扰动电信号种类和扰动振幅等；
i)实测数值、拟合数值、等效电路拟合模型和目标阻抗谱参数；
j) 电池的健康状态评价结果。
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