Standard di test per batterie agli ioni di litio

Standard di test per batterie agli ioni di litio

Ci sono sempre più casi di richiamo di prodotti di batterie agli ioni di litio a causa di problemi di sicurezza. L'attività e l'alta densità di energia del Li porteranno grandi problemi alla sicurezza delle batterie agli ioni di litio. Attualmente, lo screening, i metodi di ispezione e gli standard per le prestazioni di sicurezza delle batterie agli ioni di litio, in particolare i potenziali pericoli per la sicurezza causati da alcuni potenziali difetti micro strutturali, sono in ritardo rispetto allo sviluppo della tecnologia delle batterie agli ioni di litio, e il metodo di valutazione e il sistema di valutazione non hanno ancora soddisfatto i requisiti della valutazione delle prestazioni di sicurezza delle batterie agli ioni di litio. Alla luce di ciò, questo documento riassume e analizza alcuni standard rappresentativi.

1.Introduzione agli standard di test delle prestazioni di sicurezza delle batterie

Attualmente, lo standard internazionale ampiamente utilizzato è lo standard per le batterie agli ioni di litio della Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC). Secondo le loro rispettive esigenze, l'Associazione internazionale del trasporto aereo (IATA), il Comitato di esperti delle Nazioni Unite sul trasporto di merci pericolose e l'Organizzazione internazionale dell'aviazione civile (ICAO) hanno anche formulato norme di sicurezza pertinenti per il trasporto di batterie agli ioni di litio e sono state ampiamente utilizzate. Inoltre, gli standard di sicurezza per le batterie agli ioni di litio formulati da alcuni paesi e organizzazioni, come Underwriters Laboratories (UL), American Institute of electrical and Electronic Engineers (IEEE) e Japan National Bureau of standards (JIS), hanno anche un ampio impatto. Gli elementi di prova di questi standard sono simili, ma le condizioni di prova sono diverse.

Ci sono quattro standard internazionali che sono ampiamente utilizzati e hanno un'ampia gamma di influenza. Il manuale delle Nazioni Unite (UN 38.3) di prove e norme per il trasporto di merci pericolose e IEC62281:2012 "sicurezza delle batterie primarie al litio e pacchi batteria e batterie al litio e pacchi batteria nel trasporto" si concentrano entrambi sulla prova di sicurezza e sui requisiti di sicurezza delle batterie agli ioni di litio nel trasporto, mirando principalmente alla prova di simulazione dell'ambiente esterno e delle vibrazioni meccaniche delle batterie agli ioni di litio durante il trasporto, compresi i requisiti di alta simulazione 8 per la prova di temperatura, vibrazione, impatto, corto circuito esterno, impatto, sovraccarico e scarica forzata. Durante il test, la batteria deve garantire che il pacco non cada, si deformi, perda massa, perda, perda, si scarichi, vada in corto circuito, si rompa, esploda e si incendi.

La batteria al litio UL1642:2009 è applicabile alle batterie al litio primarie (non ricaricabili) e secondarie (ricaricabili) utilizzate come alimentazione nei prodotti. Lo scopo della norma è quello di ridurre il rischio di accensione o esplosione delle batterie al litio nell'uso dei prodotti. La prova di prestazione elettrica della batteria nella norma include la prova di cortocircuito, la prova di carica anomala e la prova di scarica forzata; La prova di vibrazione, la prova di impatto e la prova meccanica; Le prove ambientali includono la prova del ciclo termico di abuso, la prova di simulazione di alta quota e la prova del proiettile. Il test richiede che la batteria testata sia priva di fuoco, esplosione, perdita di liquido, scarico e combustione durante il test, e il pacchetto non deve essere rotto.

IEEE1625:2008 standard per batterie ricaricabili per computer portatili e IEEE1725:2006 standard per batterie ricaricabili per telefoni cellulari stabiliscono principalmente linee guida unificate per la progettazione, produzione e sviluppo di batterie per computer portatili e telefoni cellulari, coinvolgendo principalmente l'elettronica, struttura fisica, composizione chimica, flusso di lavorazione Controllo qualità e tecnologia di imballaggio. Rispetto ad altri standard per le batterie, che generalmente prestano attenzione alle batterie o ai pacchi batterie, gli standard di cui sopra considerano in modo completo gli aspetti di celle, batterie, nodi host, accessori di alimentazione, consumatori e ambiente. Questi due standard si concentrano sulla progettazione e sul processo di produzione, e non coinvolgono molto nell'uso successivo della batteria, specialmente la sicurezza.

2. Analisi mirata delle norme esistenti

I principali standard attuali possono essere riassunti nelle seguenti categorie:

(1) Si rivolge principalmente all'ambiente esterno e alle vibrazioni meccaniche durante il trasporto

Come UN38.3, IEC62281:2012 e altri simulano i possibili pericoli delle batterie agli ioni di litio durante il trasporto attraverso elementi di prova come la simulazione dell'altezza, la prova della temperatura, le vibrazioni, l'impatto, il cortocircuito esterno e l'impatto, che comporta meno problemi di sicurezza durante l'uso delle batterie agli ioni di litio.

(2) Principalmente per il processo di progettazione e produzione

Come IEEE1625, IEEE1725, ecc. Prendendo IEEE1725 come esempio, lo standard divide il sistema di batterie agli ioni di litio del telefono cellulare in quattro parti, vale a dire, il pacco batterie delle cellule, l'host e il caricabatterie. Richiede in modo completo e chiaro la progettazione, le materie prime, il processo di produzione e il test del prodotto finito e la valutazione della cella, in modo da fornire una garanzia di valutazione affidabile per la sicurezza della cella e anche del telefono cellulare e di altri prodotti di comunicazione. Gli standard di cui sopra si concentrano principalmente sulla progettazione e sul processo di produzione delle batterie, e non coinvolgono molto le questioni di sicurezza nell'uso successivo delle batterie agli ioni di litio. E tali norme IEEE batteria agli ioni di litio, a causa della forte pertinenza della progettazione e produzione di batterie agli ioni di litio in diverse apparecchiature, il campo di applicazione è limitato in una certa misura.

(3) Si rivolge principalmente alle prestazioni elettriche e la sicurezza della batteria agli ioni di litio

Come UL1642. Attraverso il cortocircuito, carica anomala, test di scarico forzato, estrusione, impatto, impatto, vibrazione, abuso termico, ciclo di temperatura, test di simulazione di alta quota, proiettile e altri elementi di prova, la batteria agli ioni di litio testata è richiesta per essere esente da fuoco, esplosione, perdita di liquido, scarico, combustione e rottura dell'imballaggio durante il test. Confrontando i due tipi di norme di cui sopra, il nucleo di queste norme è la sicurezza delle batterie agli ioni di litio, e prestare maggiore attenzione ai rischi di sicurezza della batteria causati dalla temperatura. Tuttavia, la base di giudizio è difficile da quantificare. Solo l'esplosione, il fuoco, il fumo, la perdita, la rottura e la deformazione della batteria testata possono essere utilizzati per distinguere le batterie che non sono favorevoli al rilevamento di potenziali pericoli.

3.Conclusione

Le prestazioni di sicurezza sono diventate un indicatore importante della batteria agli ioni di litio e un altro indicatore chiave che limita l'applicazione della batteria agli ioni di litio oltre al fattore costo. A causa delle caratteristiche della batteria agli ioni di litio, non mostrerà un comportamento elettrochimico anormale nella fase iniziale di utilizzo. Questi potenziali difetti rendono difficile giudicare se la batteria agli ioni di litio è qualificata. In questo documento, l'autore riassume e sintetizza le norme di prova delle prestazioni di sicurezza della batteria agli ioni di litio comunemente usate in patria e all'estero. Attraverso l'analisi, si scopre che c'è una mancanza di metodi di prova e di base di valutazione per i rischi potenziali della sicurezza delle batterie agli ioni di litio in patria e all'estero, e non sono stati formati metodi di prova di sicurezza delle batterie agli ioni di litio veloci ed efficaci o metodi di screening.

Con le crescenti esigenze dei consumatori per le prestazioni elettriche e la sicurezza delle batterie agli ioni di litio, è necessario che i produttori di batterie, i dipartimenti competenti e le associazioni industriali studino i metodi di rilevamento delle prestazioni di sicurezza delle batterie agli ioni di litio e stabiliscano una serie di metodi di rilevamento intuitivi e rapidi efficaci per migliorare i requisiti nell'ambito del sistema di norme esistenti, perfezionare ulteriormente gli standard, chiarire la base di giudizio, rimediare alle carenze degli attuali standard e sistemi di rilevamento delle batterie al litio, migliorare il livello di rilevamento delle prestazioni di sicurezza delle batterie al litio, garantire lo sviluppo sostenibile dell'industria delle batterie al litio e proteggere la sicurezza dei consumatori nel processo di utilizzo delle batterie.