令人遺憾，過去二十年內(nèi)，在安全性方面，鋰電池數(shù)次登上新聞頭條。許多鋰電池引發(fā)的事件造成了數(shù)十億美元的品牌和財產(chǎn)損失。有些事故還造成了人身傷亡。

 

令人遺憾，過去二十年內(nèi)，在安全性方面，鋰電池數(shù)次登上新聞頭條。許多鋰電池引發(fā)的事件造成了數(shù)十億美元的品牌和財產(chǎn)損失。有些事故還造成了人身傷亡。一些最具轟動影響力的事件包括：

 

•美國聯(lián)合包裹運輸公司（UPS）6號貨運班機在2010年墜毀，兩名駕駛員死亡；根本原因在于貨艙中托運的鋰離子電池。

 

•2006年，主要用于戴爾筆記本電腦的索尼電池開始起火；根源在于電芯內(nèi)的不良雜質(zhì)引起了短路（超過900萬個電池被召回）。

 

•2013年由于電池起火，波音公司的夢幻客機（Dreamliners）停飛；根本原因是電芯內(nèi)部短路（給波音造成6億多美元的損失）。

 

•三星Note 7電池在2016年開始起火；多次事件的元兇都是電芯制造問題，并造成多人受到傷害。由于召回，三星損失了50多億美元。

 

圖1：UPS 6號班機由于鋰離子電池故障而墜毀（圖片由The Aviation Herald提供）

 

這些例子只是強調(diào)了與鋰離子電池相關的一些事件及其帶來的潛在傷害。由于其不穩(wěn)定的性質(zhì)，許多組織/國家已經(jīng)制定了法規(guī)，以確保它們得到安全的電池。本文將研究世界各地的電池可能需要符合哪些電池法規(guī)以及它們又需要包括哪些內(nèi)容。

 

 

為確定你的可充電鋰離子電池解決方案可能需要滿足哪些法規(guī)，你需要問自己一些問題。這些電池本身需要運輸嗎？99%的時候，答案是肯定的。如果是，那么你將需要進行UN 38.3測試（見運輸法規(guī)部分）。接下來，你要將電池產(chǎn)品運送到歐洲（EU）嗎？如果是，那么你將需要進行IEC 62133測試（見國際法規(guī)）。你的電池將要用于符合UL終端設備規(guī)范（要求電池也需通過UL認證）的設備內(nèi)嗎？如果是，那么你將需要做UL2054測試（參見美國安全法規(guī)）。你的電池是要運到中國、俄羅斯、泰國、印度、韓國和日本嗎？如果是，那么需要進行額外的測試，并且各國有自己的具體要求（見其它法規(guī)）。

 

 

聯(lián)合國已經(jīng)將鋰離子電池列為危險品，并就如何運輸鋰離子電池提出了建議。“聯(lián)合國危險貨物運輸手冊（UN Manual Transport of Dangerous Goods）”第38.3節(jié)詳細說明了哪些鋰離子電池符合條件，以及如何進行測試以確保運輸安全。美國交通部（DOT）、國際民航組織（ICAO）和國際航空運輸協(xié)會（IATA）已經(jīng)強制要求按照第38.3節(jié)對電池進行測試。表1列出了電池和/或電芯在被運輸受理前需經(jīng)過的測試。

 

表1，UN 38.3測試的完整列表

 

該測試可自行認證，但需要生成具有詳細測試結果數(shù)據(jù)的測試報告。

 

 

在美國，有兩個主要的電池標準涉及電池和小型便攜式電池：UL1642和UL2054。UL1642應對的是單個電芯，而UL2054適用于小型可充電電池組。UL2054要求電池通過UL1642認證。雖然UL2054不是運往美國產(chǎn)品的強制性測試，但美國終端設備標準通常會有這一要求，并且這是一項非常嚴苛的測試，因為它要求在電池組上施加一處故障。故障施加到一個非UL等級的元件上。這使設計必須要有冗余保護，以通過幾項UL2054測試。

 

UL2054標準包括電氣和機械部分，并要求進行結構組裝檢查，以確保電池按照標準制造，例如采用的塑料類型、壁厚、使用的非UL資質(zhì)材料的數(shù)量等。表2列出了UL2054測試。

 

表2，UL2054測試

 

UL測試有兩套方案：列名（listed）和認可（recognized）。列名確保產(chǎn)品已經(jīng)按要求通過了所有測試，并根據(jù)規(guī)范進行了生產(chǎn)。認可意味著已對安裝在工廠而非現(xiàn)場的系統(tǒng)中的電池組進行了測試。認可通常沒有通過所有測試要求（例如有限電源測試），或沒有滿足所有的結構要求。UL認可的電池的一個例子是安裝在設備中、用戶不可更換的收縮包裝式（shrink-wrapped）電池。

 

 

歐盟和一些國家已經(jīng)接受IEC62133作為在其國內(nèi)所用電池的要求。IEC62133是一個更簡單的規(guī)范。它接受UN38.3測試作為可接受的認證方法。表3列出了IEC 62133實施的電池測試。

 

表3，IEC 62133測試

 

如表所示，IEC 62133的測試內(nèi)容是UL2054的一半，且因為不需要電池具有單一故障，所以更容易通過。

 

 

有幾個國家在準許運往其國內(nèi)電池的問題上，不接受UL2054或IEC62133認證——它們有自己的標準。印度需要根據(jù)IS16046規(guī)范在其國內(nèi)進行測試，該法規(guī)與IEC 62133相似。但是他們不認為滿足了IEC62133法規(guī)就萬事大吉。電池需要獲得BIS（印度標準局）認證。通過BIS流程極其棘手，特別是在印度尋找電池測試實驗室并協(xié)調(diào)完成測試時。獲得認證需要六個月或更長時間。電池制造商最好與第三方實驗室或與物流協(xié)調(diào)以獲得BIS認證。

 

俄羅斯的GOST認證更容易獲得。它不需要在俄羅斯國內(nèi)測試。符合IEC62133標準應足以從俄羅斯獲得證書，獲得證書時間約為1個月。

 

韓國需要在其國內(nèi)測試才能獲得KC認證。該測試基于IEC 62133標準，需要大約三個月的時間才能獲得認證。

 

要想獲得泰國的TISI（泰國工業(yè)標準協(xié)會）認證，是另一個復雜的過程。它需要基于TIS 2217-2548規(guī)范在其國內(nèi)進行測試，這個規(guī)范也類似于IEC62133。整個過程可能需要六個多月時間。TISI還需要到工廠進行檢查。

 

日本允許通過在其國內(nèi)的注冊進行自行認證。該測試基于的是“面向電器確定技術標準的部級條例修訂版（鋰離子二次電池）”。

 

中國大陸要求電池測試符合GB 31241-2014規(guī)范。這個規(guī)范與其它標準不同，因此在設計面向中國大陸的電池產(chǎn)品時需要仔細評估該規(guī)范。

 

中國臺灣也要求由BSMI（臺灣標準檢驗局）認證的實驗室對進入該地區(qū)的電池產(chǎn)品進行符合其標準的測試。

 

 

大多數(shù)這些認證需要在標簽上采用特定的標記。如果要求的話，表4顯示了需要采用的標記。

 

表4，監(jiān)管標記清單

 

 

雖然電池法規(guī)初看起來似乎很復雜，但通過問自己“電池擬用在哪里和用在哪個國家？”這個問題便可以簡化局面。掌握了這點，就可以確定該遵循哪些法規(guī)。各法規(guī)大同小異，但它們都會嘗試測試電池未被正確使用時的電池安全性。Inventus Power公司與各代理機構都保持良好關系，可確保客戶產(chǎn)品設計符合要求并通過測試，并確保其能及時拿到認證。

 

本文轉載自電子技術設計。