篇一：锂电池安全标准
鋰電池安全標準及安全要求綜述
Overview of safety standards and technical standards for lithium battery
摘 要：本文綜述了國內外鋰電池安全標準，重點介紹了各種安全測試方法的差異及目的，並對近年來出現的一些新的測試方法進行了探討。
Abstract:This paper is a overview of safety standards for lithium battery, mainly introducing the purposes and differences among each safety test methods. It also studys the new test methods generated in recent years.
關鍵字：鋰電池；安全標準；檢測方法；強制內部短路；上限試驗溫度；下限試驗溫度；鈍刺試驗；過充電試驗
Key words: lithium batteries; safety standards; tests; forced internal short circuit test; highest test temperature; lowest test temperature; blunt nail crush; overcharge
1.引言
自從鋰電池面世以來，就以其卓越的性能迅速成為蓄電池領域的佼佼者，但是隨著其應用範圍的逐漸擴大以及單個電池的體積能量密度越來越高，容量越來越大，鋰電池的安全性也越來越被人們所關注。近年來，針對鋰電池的檢測手段越來越成熟，國際和國內都相繼推出了多個安全性標準，如GB/T 18287-2000、IEC 62133、UL 1642、IEEE 1625等，另外，還有很多針對鋰電池運輸、在設備中使用時的安全標準，如UN 38.3、GB 4943等，但是近年來隨著鋰電池的普及和容量的增大，還是屢屢發生鋰離子電池爆炸傷人或因安全隱患召回產品等事件，各個國家都在紛紛研究新的鋰電池安全技術，開展更適合當今鋰電池的檢測手段，如日本JIS C 8714的強制內部短路試驗，IEC的上下限溫度測試手段、鈍刺試驗等，我們國家也正在積極地制訂新的鋰電池強制標準。本文試圖對各種鋰電池檢測標準作一個歸納，並對鋰電池新的檢測方法進行一些簡單的探討。
2.鋰電池安全標準
目前全世界許多的國家和國際組織都推出了自己的鋰電池安全標準和檢驗要求，其中應用比較廣泛的幾個標準有：
IEC 62133 Edition 1.0 可擕式和可擕式設備用密封含鹼性或其他非酸性電解液二次電芯和電池（Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes — Safety requirements for portable sealed secondary cells, and for batteries made from them, for use in portable applications）；
IEC 61960 Edition 1.0可擕式設備用含鹼性或其他非酸性電解液二次電芯和電池-二次鋰離子電芯和電池
（Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes — Secondary lithium cells and batteries for portable applications）；
IEC 60950-1 Edition 1.0 資訊技術設備的安全（Information technology equipment — Safety — Part 1: General
requirements）；
IEC 60086-4:2007 一次電池-第四部分：鋰電池安全（Primary batteries – Part 4: Safety of lithium batteries）； UL 1642 Ed 4 鋰電池（Lithium Batteries）；
UL 2054 Ed 2 民用和商用電池（Household and Commercial Batteries）；
UN ST/SG/AC.10/11/Rev.4-2003 危險品貨物運輸建議書-試驗和標準手冊（Recommendations on the Transport of
Dangerous Goods — Manual of Tests and Criteria, Fourth Revised Edition）；
GB/T18287-2000 《蜂窩電話用鋰離子電池總規範》；
JIS C 8714:2007 可擕式電子設備用鋰離子電池的單電池即電池組的安全試驗；
IEEE Std 1625-2004 筆記型電腦用可充電電池IEEE Standard for Rechargeable Batteries for Portable Computing； IEEE Std 1725-2006 行動電話用可充電電池IEEE Standard for Rechargeable Batteries for Cellular Telephones。
3.鋰電池檢測方法
以上幾個主要的鋰電池標準分別從不同的角度考察了鋰電池的安全性和電性能，現將分類如下：
從上表可以看出，目前鋰電池的各種標準主要從三個角度考察鋰電池的電性能及安全性能：1.產品使用安全性；2.環境適應性；3.電性能。不同標準對電池的檢測各有側重：IEC 61960主要側重於鋰電池的電性能測試；IEC 62133和日本JIS C 8714要求側重于產品使用安全和環境適應性安全；GB/T 18287不僅包含了部分安全檢測專案，還涵蓋了性能測試；UL 2054和UL 1642則全面考察電芯和電池在各種使用環境下，包括故障條件、重壓條件、燃燒條件下的安全性。
4.新測試方法的探討
隨著鋰電池技術的不斷進步，各個國家都在研究開展適合當今鋰電池的檢測手段。如目前正在制定的IEC 62133 Ed2討論稿中提出的鈍刺試驗和上、下限試驗溫度；日本JIS C 8714提出的強制內部短路試驗等。有些試驗項目是對過去檢測項目的改進，有些則是全新的檢測項目。我們就目前討論比較多的幾個測試專案和測試條件作些簡單地探討。
4.1 上、下限試驗溫度[8] [9]
上、下限試驗溫度錶示電池可使用上限充電電壓及最大充電電流時，電芯表面的最高溫度和最低溫度。上、下限試驗溫度是根據鋰電池的材料特性制定出來的，IEC 62133 Ed2討論稿和JIS C 8714提出的上、下限試驗溫度分別是45℃和10℃，是根據目前市面上比較普遍的鋰離子電池材料特性制定的，並不能代表所有的鋰電池，JIS C 8714中提出，如果需要採用新的上、下限試驗溫度，則需要進行一定的試驗並補充資料依據。其試驗考察內容包括：正極材料的結構穩定性、電解液的結構穩定性等材料特性，需保證在新上限試驗溫度下的已充電電池的安全性，並且在新上限試驗溫度中加上5℃適用JIS C 8714 第5.1款的充電條件，且符合第5.2～5.5款的試驗要求；基於負極材料的鋰離子吸納性、電解液的鋰離子移動度等（與溫度相應），需保證在新下限試驗溫度下的已充電電池的安全性，並且在新下限試驗溫度中加上-5℃適用5.1款的充電條件，且符合5.2～5.5款的試驗要求。IEC 62133 Ed2討論稿中也有類似的要求。
4.2 強制內部短路試驗[8]
強制內部短路試驗是由日本有關方面最先提出的。2004年，日本某公司生產的筆記型電腦用電池發生起火，有關方面在詳細研究分析了電池起火的原因後，認為是由於在生產過程中鋰電池內部混入了金屬小微粒，小微粒刺穿正、負極之間的隔膜，導致了電池內部短路，從而造成電池起火。強制內部短路試驗試
圖類比這種金屬微粒刺穿隔膜造成內部短路的情況，試驗分別從兩個位置考察內部短路：正極活性物質-負極活性物質之間；正極鋁箔-負極活性物質。試驗時首先在結露點低於-25℃的環境下將充滿電的電芯分解，然後分別在上兩個位置放置小鎳片，卷回電池，放入密封的聚乙烯袋中，分別在上限（下限）試驗溫度加上（減去）5℃的條件下放置45min，然後分別在上、下限試驗溫度條件下，用標準加壓工具以0.1mm/秒的速度對準放置鎳片位置施加壓力，直至觀測到內部短路引起電壓下降50mV或壓力達到要求（圓形電池800N，方形電池400N）為止，壓力保持30s後解除。要求電池在內部短路的情況下不起火、不爆炸。
強制內部短路試驗受到了較多的爭議，主要是電池在拆解的過程中破壞其電化學環境，雖然拆解過程要求在露點低於-25℃的環境下進行，但是仍不能完全保證電池維持原有狀態，在包卷回去的電芯是否能有效模擬正常電池的內部短路仍然存在一定爭議。
4.3 鈍刺試驗[9]
IEC 62133 Ed2討論稿中提出來一個鈍刺試驗項目（Blunt nail crush），其試驗內容有些類似強制內部短路試驗，用一根硬度不小於SKD-11級、直徑3.2mm的圓頭鋼針，以0.1mm/sec的速度擠壓電池，當電壓降達到100mV時停止加壓，當樣品冷卻到室溫±10℃時試驗停止。鈍刺試驗也是針對電池內部短路現象而提出來的，在試驗條件和設計理念上都與強制內部短路試驗有很多類似之處，其優點是不需要拆解電池，不會破壞鋰電池原有的化學環境，可操作性更強。但是鈍刺試驗是否能完全類比電池內部短路情況仍在研究之中，目前國際電子電機委員會(International Electrotechnical Commission)仍在對IEC 62133 Ed2中是否採用“強制內部短路試驗”和“鈍刺試驗”進行討論。
4.4 過充電試驗[9]
IEC 62133 Ed2討論稿中，對過充電試驗提出了一些新的修改。2002版中對過充電試驗的試驗內容為：5個按標準放電後的電芯，用10V以上的電源充電，充電電流Irec（製造商推薦值），達額定容量的250%，即充電時間是2.5 C5/Irec h，要求：無著火、無爆炸。在過去近十年的鋰電池試驗中，鋰電芯的過充電試驗都是比較難於通過的一個試驗，主要是10V的充電電壓要求過於嚴格。其實消費者所能接觸到的電池一般都是帶有PCB保護板的，PCB保護板通常帶有限壓保護電路，能有效防止電芯的過充電；再者，一般來說，250％充電時的電壓一般達到5V左右，測試要求使用10V的施加電壓，是為了確保測試的穩妥性。這次IEC 62133 Ed2討論稿中修改了針對電芯的過充電試驗條件：按標準放電後的電芯，充電電流2.5Irec（製造商推薦值），達額定容量的250%；另外還增加了對電池包的過充電試驗，其試驗內容為：標準放電後的電池，以2ItA恒流充電，充電電壓不大於推薦充電器的最大充電電壓。
篇二：IEC锂电池标准
[分享]IEC锂电池标准
4．评估测试项目
4．1（1）电性测试
测试项目 充电状态 电池条件 温度 评估测试方法 标准
1．外部短路 完全充电 刚生产完的电池 室温60℃ 通过电阻小于50mΩ的电线在两极短路6小时以上 没有爆炸、没有着火的现象
2．强行放电 完全充电 刚生产完的电池 正常室温 按厂家推荐的电流强行深度放电计算容量的250%。*如果在测试过程中达到安全或保护功能，可以终止测试 没有爆炸、没有着火的现象
3．连续充电 完全放电 刚生产完的电池 正常室温 按厂家推荐的方法充电，并在指定的电压持续28天 没有爆炸、没有着火、没有裂开的现象的现象
4．过量充电 完全放电 刚生产完的电池 正常室温 按厂家推荐的电流充到计算容量的250%。*如果在测试过程中达到安全或保护功能，可以终止测试 没有爆炸、没有着火的现象
5．大电流充电 完全放电 刚生产完的电池 正常室温 按厂家推荐的充电电流的3倍电流给电池充电至计算容量100%以上 没有爆炸、没有着火的现象
4．1（2）Ⅰ机械性能测试
测试项目 充电状态 电池条件 温度 评估测试方法 标准
1．振动 完全充电或完全放电 刚生产完的电池 正常室温 将电池在XYZ三个方向振动90至100分钟，振幅为0.8mm，频率为10HZ，频率的变化率为1HZ/min。测试后，完全放电电池将被充电到由厂家推荐的完全容量。 没有爆炸、没有着火、没有变形的现象
2．加速度 完全充电或完全放电 刚生产完的电池 正常室温 以时间为单位加速在初始3毫秒里，平均加速度为75g(g为重力加速度单位)，到达顶峰时为125-175g。在每一个XYZ互相垂直的方向振动。测试后，完全放电电池将被充电到厂家推荐的容量。 没有爆炸、没有着火、没有变形的现象
3．掉落 完全充电或完全放电 刚生产完的电池 正常室温 从1.9m高的地方自由掉落10次到水泥地面上。测试后，完全放电电池将被充电到厂家推荐的容量。 没有爆炸、没有着火的现象
4．1（2）Ⅱ
测试项目 充电状态 电池条件 温度 评估测试方法 标准
4．钉子穿过电池 完全充电 刚生产完的电池 正常室温 用直径2.5至5mm的钉子穿过电池的纵心轴*将钉子放入电池内6h。 没有爆炸、没有着火的现象
5．挤压 完全充电 刚生产完的电池 正常室温 将电池放在两块扁铁板间以使电池的纵轴心与扁铁板平行，再给电池施加13kN的压力 没有爆炸、没有着火的现象
6．撞击 完全充电 刚生产完的电池 正常室温 将一个圆柱形木棒（直径为7.9mm）越过电池顶部，与电池纵心轴垂直。9.1kg相当重量从61cm高度掉落下来。 没有爆炸、没有着火的现象
7．10m掉落 完全充电 刚生产完的电池 正常室温 从10m高的地方任意将电池掉落到水泥地面上。 没有爆炸、没有着火的现象
4．1（3）Ⅰ环境性能测试
测试项目 充电状态 电池条件 温度 评估测试方法 标准
1．高温储存 完全充电 刚生产完的电池 （a）在温度100℃的烤箱中储存5小时后将电池
放在温度为20℃的地方放置24h(b)在60℃的烤箱中储存30天后将电池放置在温度20℃的地方24小时 没有爆炸、没有着火的现象
2．热量冲突 完全充电 刚生产完的电池 在2小时内经过10个连续循环分别在-20℃和40℃将电池从-20℃移到60℃的地方，并且替换时间在5分钟之内 没有爆炸、没有着火、没有损坏、没有变形的现象
3．低压 完全充电 刚生产完的电池 室温 将电池放置在绝对压力等于或小于11.6kpa，时间为6小时 没有爆炸、没有着火的现象
4．1（3）Ⅱ环境性能测试（不正当行为）
测试项目 充电状态 电池条件 温度 评估测试方法 标准
4．热量升温 完全充电 刚生产完的电池 将电池放入烤箱以5±2℃/分钟的速率加热直到130℃。再将电池放置烤箱60分钟左右。 没有爆炸、没有着火的现象
5．掉落至水中 完全充电 刚生产完的电池 室温 将电池浸入水中（室温）24小时 没有爆炸、没有着火的现象
定义
完全充电：为达到厂家指定的计算容量，在厂家推荐的充电条件（包括电流、电压、温度、时间等）下，对电池充电。而且，电池的时间要求是在充电后的一个星期内。
完全放电：在由厂家推荐的放电条件下（包括电流、温度等），按指定的放电电压对对电池放电。而且电池的时间要求是在放电后的一个星期内。
刚生产完的电池：电池的要求是在生产后不到一个月，并且是接受少于XX充放循环。 电池周期：按厂家推荐条件对电池连续充电、放电，并且电池的放电容量已经在厂家指定计算容量下降了40%至60%。
室内温度：在测试中，室温是指20±5℃，这是平常房间里的温度，这个设定值是要基于要在一个简单的测试环境中。
爆炸：爆炸是指电池内部内质散射或是电池外壳部分被裂开而引起爆炸或损坏。 起火：起火是因电池内部自燃或灼烧引起的着火。
安全阀操作：安全阀操作的意思就是指在电池正常使用过程中排气（将电池内压释放到外界）。
变形：变形是指电池因外压或内压引起形状明显、可视的变形。
4．2测试数量
在测试中的标准是评估安全的水准，以下的数量是按目的所要求的。
每项测试项目要求数量：n=5
篇三：锂电池新规GB 31241-2014
锂电池新规GB 31241-2014
随着消费类电子产品市场的持续火热，锂离子电池市场发展迅猛，不仅其应用范围和数量不断扩大，单只电池的能量也越来越高。而不断爆出的锂电池安全事故，也使得人们越来越关注锂电池的安全性。 尽管针对锂电池的安全，国际和国内多项标准都提出了要求，如锂电池运输要求（UN38.3）、移动电话用电池规范（GB/T18287-2013）、便携式密封蓄电池安全要求（IEC 62133: 2012/EN 62133: 2013）等，但是这些标准要求都不具备国家强制性（如UN38.3仅对运输领域适用）。一直以来，我国都在积极制定锂电池安全要求的强制国际标准。 根据2014年第27号中国国家标准公告，国家强制性标准《便携式
国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准公布，并将于2015年8月1日起实施。据悉，这将对包括移动电源、手机、平
自本通知发布日起,CQC新能源部开始使用新版实施规则和认证依据标准受理便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全认证申请，企业可以通过CQC网站提交认证申请。
针对便携式电子产品用锂离子电池和电池组（下简电池）的国家标准号为GB 31241-2014，由此中国质量认证中心的电池CQC安全认证的引用标准也即将从CQC3306变更为GB31241-2014。 NTEK领先获得了CQC 3306全部项目的CNAS实验室资质，这意味着NTEK已拥有GB 31241-2014完善的检测平台，这也将是NTEK顺利过渡到GB 31241
的典型象征。
《锂电池行业标准》由：创业找项目整理
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