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锂离子电池竞赛规则

        锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、高效率等优点,作为军用电源的应用前景非常广阔。锂离子电池竞赛的主要目的是通过比武展示,激发国内研制热情,推动关键技术突破,加快推进高能量密度、高环境适应性与高安全性锂离子电池在军事领域的应用。

一、锂离子电池技术要求

参与本次竞赛的锂离子电池应满足以下技术要求:

  1. 1. 技术形式:钛酸锂电池、磷酸铁锂电池;
  2. 2. 单体电池:直接将化学能转化为电能的基本单元装置,包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子,并被设计成可充电;
  3. 3. 容量:20Ah~100Ah 之间;
  4. 4. 数量:提供 5 个样品。

二、常温能量密度测试过程(25℃)

  1. 1、随机选择电池 1 支,标记为 1#;
  2. 2、对电池进行称重,计质量为 m1(以 kg 计);
  3. 3、以 1C 电流放电至规定的放电终止电压,搁置 1h;
  4. 4、以 1C 电流恒流充电至规定的终止电压时转恒压充电,至充电电流降至 0.05C 时停止充电,搁置 1h;
  5. 5、以 1C 电流放电至规定的放电终止电压;
  6. 6、计算放电容量 C1(以 Ah 计)、计算放电能量 E1(以 Wh 计)、计算能量密度 ρ1=E1/m1(以 Wh/kg 计);
  7. 7、再次随机选择单体电池 1 支,标记为 2#;
  8. 8、重复步骤 2)~5),计算放电容量 C2,计算放电能量 E2, 计算能量密度 ρ2=E2/m2;
  9. 9、电芯常温能量密度测试结果为:ρ25=(ρ1+ρ2)/2。

三、低温能量密度测试过程(-25℃)

  1. 1、选择电池 1#;
  2. 2、室温下(25±2℃),以 1C 电流恒流充电至规定的终止电压时转恒压充电,至充电电流降至 0.05C 时停止充电;
  3. 3、在-25±2℃环境舱中搁置 12h;
  4. 4、以 1C 电流放电至规定的放电终止电压,搁置 1h;
  5. 5、计算放电容量 C11(以 Ah 计)、计算放电能量 E11(以 Wh计)、计算能量密度 ρ11=E11/m1;
  6. 6、在-25±2℃环境下,以 1C 电流恒流充电至规定的终止电压时转恒压充电,至充电电流降至 0.05C 时停止充电,搁置 1h;
  7. 7、以 1C 电流放电至规定的放电终止电压;
  8. 8、计算放电容量 C12(以 Ah 计)、计算放电能量 E12(以 Wh计)、计算能量密度 ρ12=E12/m1;
  9. 9、电芯-25℃低温能量密度测试结果为 ρ-25=(ρ11+ ρ12)/2。

四、超低温能量密度测试过程(-40℃)

  1. 1、选择电池 2#;
  2. 2、室温下(25±2℃),以 1C 电流恒流充电至规定的终止电压时转恒压充电,至充电电流降至 0.05C 时停止充电;
  3. 3、在-40±2℃环境舱中搁置 12h;
  4. 4、以 1C 电流放电至规定的放电终止电压,搁置 1h;
  5. 5、计算放电容量 C21(以 Ah 计)、计算放电能量 E21(以 Wh计)、计算能量密度 ρ21=E21/m2;
  6. 6、在-40±2℃环境下,以 1C 电流恒流充电至规定的终止电压时转恒压充电,至充电电流降至 0.05C 时停止充电,搁置 1h;
  7. 7、以 1C 电流放电至规定的放电终止电压;
  8. 8、计算放电容量 C22(以 Ah 计)、计算放电能量 E22(以 Wh计)、计算能量密度 ρ22=E22/m2;
  9. 9、电芯-40℃低温能量密度测试结果为 ρ-40=(ρ21+ ρ22)/2。

五、测试条件

  1. 1、 称重天平由组委会提供,并进行重量测量;
  2. 2、电子负载由组委会提供,并进行放电能量的测量;
  3. 3、低温舱由组委会提供,并进行-25℃、-40℃冷冻。

六、评比结果

  1. 1、常温能量密度评比

    采用百分制,常温能量密度的得分计算为:
    S=(ρ25/ ρ25m)×100……(1)
    式(1)中 ρ25为某参赛队伍的常温能量密度,ρ25m为所有参赛队 伍中常温能量密度的最大值。

    按照总得分高低确定排名。

  2. 2、 低温能量密度评比

    采用百分制,低温能量密度的得分计算为:
    S=ρL/ρLm×100……(2)
    式(2)中 ρL 为某参赛队伍的(ρ-25+ρ-40)/2,ρLm为所有参赛队 伍中(ρ-25+ρ-40)/2 的最大值。

    按照总得分高低确定排名。

以上规则由组委会负责解释,组委会拥有最终裁决权。

2019 年 5 月 12 日