隨著“雙碳”戰略目標的推進，儲能系統在新能源發電、電網調峰、用戶側能源管理等場景中的應用日益廣泛。儲能電池作為系統的核心部件，其循環壽命直接決定了項目的經濟性與可靠性。在實際運行中，電池常面臨高溫、高負荷等嚴苛工況，尤其在南方地區或密閉艙體中，高溫環境會顯著加速電池老化，引發容量衰減、內阻上升甚至熱失控風險。

為科學評估儲能電池在高溫條件下的耐久性，國家標準化管理委員會發布GB/T 31484-2015《電動汽車用動力蓄電池循環壽命要求及試驗方法》，該標準不僅適用于電動汽車動力電池，也廣泛應用于儲能領域電池系統的壽命評價。其中，高溫循環壽命測試是衡量電池在高溫環境下長期運行穩定性的關鍵項目。本文將圍繞該標準，系統解析儲能電池高溫循環壽命測試的技術要求、試驗流程、判定準則及其在實際應用中的重要意義。

一、核心概念：高溫循環壽命與測試意義

1.什么是高溫循環壽命？

高溫循環壽命是指儲能電池在高于常溫（通常為55℃或更高）的恒定溫度環境下，經歷多次充放電循環后，其電性能（如容量、內阻、電壓一致性等）保持在可用范圍內的能力。它反映了電池在極端熱環境下的材料穩定性、界面反應活性及副反應抑制能力。

2.測試目的與現實意義

-評估材料熱穩定性：高溫會加速正負極材料的相變、電解液分解、SEI膜增厚等副反應，測試可暴露材料短板。

-驗證熱管理設計有效性：為電池包熱管理系統（BMS+散熱結構）提供實測數據支持。

-預測實際服役壽命：通過加速老化試驗，建立壽命預測模型，輔助項目經濟性測算。

-保障系統安全：高溫是誘發熱失控的重要誘因，長期循環測試可發現潛在安全風險點。

二、標準依據與適用范圍

GB/T 31484-2015是我國動力蓄電池循環壽命測試的核心國家標準，其技術內容具有權威性與普適性。

-標準全稱：GB/T 31484-2015《電動汽車用動力蓄電池循環壽命要求及試驗方法》

-發布日期：2015年5月15日

-實施日期：2015年12月1日

-適用對象：適用于電動汽車用鋰離子電池單體、模塊及電池包（PACK），同樣適用于儲能系統所用電池。

-核心測試類型：包含常溫循環壽命、高溫循環壽命、工況模擬循環等。

特別說明：盡管該標準名稱聚焦“電動汽車”，但其測試方法與評價體系被儲能行業廣泛采納，成為電池產品定型、入網檢測和質量認證的重要依據。

三、高溫循環壽命測試技術要求

1.測試對象與規格

-電池類型：鋰離子電池，包括磷酸鐵鋰（LFP）、三元材料（NCM）、鈷酸鋰（LCO）等。

-測試層級：可為單體（Cell）、模塊（Module）或電池包（PACK），推薦以模塊或PACK級測試更貼近實際應用。

-額定參數：依據產品規格書設定，如額定電壓、額定容量、充放電倍率等。

2.測試環境條件（高溫工況）

-測試溫度：55℃±2℃（標準規定高溫測試條件）

-環境控制：使用恒溫恒濕箱，確保溫度均勻性，避免局部過熱。

-通風要求：測試間應具備防爆通風設施，防止可燃氣體積聚。

3.充放電制度

-充電方式：恒流-恒壓充電（CC-CV）

-恒流階段：一般為1C電流充電至截止電壓；

-恒壓階段：保持截止電壓，直至充電電流降至0.05C。

-放電方式：恒流放電（CC），放電至截止電壓。

-充放電倍率：通常采用1C，也可根據產品設計調整。

-截止電壓：依據電池化學體系設定，如磷酸鐵鋰電池為2.5V~3.65V。

4.循環終止條件

滿足以下任一條件即判定循環壽命終止：

-容量保持率低于80%：連續三次放電容量均低于初始容量的80%；

-內阻上升超過初始值的150%；

-出現安全異常：如冒煙、起火、漏液、電壓或溫度異常波動。

四、測試流程與操作步驟

1.預處理與初始性能標定

-將電池在25℃環境下靜置5小時；

-進行3次標準充放電循環，記錄平均放電容量作為初始容量（C?）；

-測量初始內阻（DCR），作為基準值。

2.高溫循環測試執行

-將電池置于55℃恒溫箱中，穩定2小時；

-按設定的充放電制度開始循環；

-每循環50次，進行一次容量恢復測試：將電池移回25℃環境，進行一次標準循環，記錄恢復容量，以排除高溫下的可逆衰減影響。

3.數據監控與記錄

-實時采集并記錄：

-電壓、電流、溫度曲線；

-每次循環的充放電容量；

-內阻變化趨勢；

-異常事件（如過溫、過壓、通信中斷）。

4.試驗終止與結果判定

-當達到終止條件時停止試驗；

-計算最終容量保持率：(C?/C?)×100%，其中C?為最后一次有效放電容量；

-統計總循環次數。

五、評價指標與判定標準

六、影響測試結果的關鍵因素

1.溫度均勻性：電池包內各單體溫差過大，會導致局部過早老化，影響整體壽命。

2.充放電策略：過充、過放或高倍率充放會加劇極化，加速衰減。

3.電池一致性：成組電池中單體性能差異大，易引發“木桶效應”。

4.電解液配方：高溫穩定性差的電解液易分解，產生氣體并增加內阻。

5.BMS控制精度：SOC估算偏差、溫度采樣誤差會影響充放電控制準確性。

七、實際應用與行業價值

1.產品開發驗證：指導企業優化材料體系、電芯結構與熱管理設計。

2.質量控制與認證：作為電池出廠檢測、型式試驗和第三方認證的核心項目。

3.項目招標與驗收：業主單位將高溫循環壽命作為技術門檻，確保系統長期可靠。

4.壽命預測與運維：結合測試數據建立老化模型，支持儲能系統全生命周期管理。

5.推動標準升級：為后續制定專門的儲能電池高溫壽命測試標準提供技術積累。

八、總結

GB/T 31484-2015為儲能電池高溫循環壽命測試提供了科學、統一的評價方法。通過在55℃高溫環境下進行加速循環測試，結合容量保持率≥80%的核心判定準則，能夠有效評估電池在嚴苛工況下的耐久性與安全性。該測試不僅是產品性能的“試金石”，更是保障儲能系統長期經濟、安全運行的技術基石。

未來，隨著儲能技術的發展，建議在現有標準基礎上，進一步細化不同應用場景（如電網側、用戶側、戶外柜）的測試條件，并引入更貼近實際運行的動態工況循環與日歷老化耦合測試，以全面提升測試結果的工程指導價值。