电池安全性能测试标准.doc

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1、东莞贝尔试验设备有限公司( 0769-88999120 15014405014 )电池安全性能测试标准1. 领域1.1 这些要求针对二次 ( 可重复充电 ) 电池。这些电池包含单芯、两个或两个以 上多芯串 / 并联结构的电池组。1.2 这些要求目的是降低锂电池在用于产品时着火或爆炸的危险。这些电池能 否接受并依赖于他们能否满足所应用的完整产品应符合的要求 .1.3 这些要求为了组装电池供一般的用户使用 , 这些要求不适用于那些按产品的 标准中的要求的设计为使用连接电池和产品成最终成品的电池的连接 , 比如合适 的电子工具标准UL745.1.4 这些要求也倾向于降低用户更换的 Li 电池因着火或

2、爆炸而对人身造成的 危害。1.5 这些要求涵概了容量达到10AMF的电芯,由这些电芯组装而成的电池组.1.6 本要求不包括食入锂电池及其组成物造成的有毒危害 , 也不包括当电池被切 开时对人造成的伤害情况。1.7 这些电池包括的金属 Li 或 Li 合金，或 Li 离子也要达到 UL 1 642标准对于 LI 电池的要求 .1.8产品的某些特征、特性或零部件、材料或整个系统与本标准要求的有所不同 时，只要包含着火、电击、对人可能造成伤害的应采用适当的附加零部件和终 端产品要求进行评估，以保证可接受的安全水平。2. 概述测量总论2.1.1 如果一个测量值后面括号里有另一个值时，第二个值可能仅是大

3、概值， 第一个值是要求的数值。2.2 术语"Lithium battery(ies)"和 "batter(ies)"均包含用户可更换的和技师可更换的锂电池。3. 总论3.1 本标准对一些术语的定义3.2 Battery-(1) 单芯或 (2) 一组电芯串 / 并联。3.3 Battery ， Secondary- 能够放电和充电许多次的电池。3.4 Cell- 单个含有正、负极的电化学电芯。3.5 Component, current-limity任何零件在不正常条件下所采用的限流措施，限制电流的零件包括电阻、保险丝或热切断部件。3.6 Current,

4、 Abnormal charged对一次性电芯或电池按错误的操作条件充电。3.7 COMPONENT, TEMPERATURE-LIMITING在非正常条件下,任何组件都须受 到温度的限制 , 温度限制组件包括温度保护器和温度保险丝 .3.8 Discharged, Forced 将电池同外部电源串联强制性放电，目的使电池最 终成反极性状态。3.9 Discharged, Fully 当连接一个100Q电阻而且短路电流减小至小于 1mA, 电池死循环回路电压低于 0.2V 即认为电池完全放电。 3.15Material, Toxic- 在 sax 工业材料危险性能参考手册中标称的有毒工业产品3

5、.10 EXPLOSION -当电芯或电池零件被强制性打开并且电芯或电池壳体破损 或劈成两半或更多的情形 .3.11 Venting- 电池或电芯的电解液以液态、滴状或蒸汽从所设计的阀或密封 机构中泄漏。3.12 PROTECTIVE DEVICES-如FUSE二极管和限流器能够防止漏电流,在电 路中将放电电流限制在一个流向上放电或限流 .3.13 RATED CAPACITY- 将一个电芯或电池接在由厂商定制细则的负载 ,温度 保险丝和电源保险丝的电路中测得的容量 , 单位 AMH.3.14 C5 AMP RATE - 将一个电芯或电池放电 5小时,让其电压降到厂商标称的 截止点时测得的电流

6、 ,单位 A.3.15 SHORT CIRCUIT - 将电芯或电池的正负极以接近零电阻的通路短接放电 结构/组成4. 总论4.1 壳体4.1.1 锂电池壳体应有足够的强度和刚度足以抵抗所滥加的压力，而不致 引起着火。用户可替换的锂电池应有足够的强度而不致于伤到人。4.1.2 电池的外壳必须足够坚硬而不容易被折弯 , 一些机械工具的使用必须减小 其机械力量要求来打开外壳 .除了:1. 这些要求不适用于电极含量小于 0.04g 电芯或电池.2. 对于比较大的电芯或电池 , 它会反复弯曲或者折弯后不会导致在 Section 5 中定义的漏液现象 , 或者加热温度超过了 60°C电解质(1

7、40 ° F)而导致弯曲,那么这里的要求对其都不适用,4.1.3 用户可更换的电池不应含有压力蒸气或喷出伤害眼睛的有毒蒸气和液体 或电池壳体在正常实验室条件下 23 ±2°C（73± 3.6 ° F）受冲击时漏出的有毒液体。性能5. 总论5.1 电池应当按 9-15 节要求测试， 其中 12节（强制放电试验 ）仅适用于电芯用 于多电芯的场合，如电池组 . 环境场所测试 ,见 18-21（ 包括粉碎试验 ,压缩试验 , 浇铸解压试验，高度摸拟试验 ）, 这些只针对有塑料外壳包装的电池 .5.2 在这个标准中大部分的测试电芯和电池必须不会爆炸或着火

8、 . 在冲击测 试中,见16节,在加速度测试中 ,见17节,250lb. 粉碎测试 ,见 19节,塑料解压测试 ,见 20节,高度模拟测试 ,见21节,温度 循环测试 ,见 25节,被测试的样品必须不会发生漏液 .对这些测试电池泄漏应符 合表 5.1 损失标准：表 5.1 漏液或泄漏质量损失标准电芯或电池的质量最大质量损失不超过 1g 0.515g0.2> 5g0.15.3 当一个电芯或电池达不到标准中对于使用合格的测试要求的话 , 那么必须特 别注意使用这些电芯或电池了 .5.4 可靠的最终产品设备要求电池的输出电压是受限制的 . 受限电压源的测试 , 见 13 节 , 其用以确定所申

9、请的电芯或电池是否适用 .6. 样品6.1 新的二次电芯或电池按 9-25 节要求测试，测试样品数量见表 6.1 。当一 组具有不同尺寸的电芯或电池，他们采用近似的电化学原理制造，可以选取一个代表尺寸进行测试。表 6.1 一次电池测试用数量Test Section 所需新电 池数Electrical Tests 电气测试短路测试 9室温下测试5在 60 °C 下测试5不正常充电 105强制过充115强制过放125受限制电压 133Mechanical Tests 机械测试14压缩5冲击5加速度5振动5Battery Enclosure Tests用 250 lb 力挤压3浇铸解压试验

10、3高度冲击3Fire Exposure Tests燃烧试验5喷射5Environmental Tests加热151617电池外部测试192021临近火源测试2223环境测试2425热循环56.2 所有的测试电池都必须在满充状态下进行 , 除非做不正常充电和强制过放测 试.7. 重要的试验注意事项7.1 某些锂电池在按 10-19 节测试时可能爆炸， 个人须防护好以免飞出碎 片、爆破力突然释放的热量以及爆炸噪音产生危害。试验区域应通风良好。7.2 在按 9、11、14. 15 节部分测试时，电池壳体温度应当检测在电池外表 面温度超过90C时，所有参与测试人员均不能接触其外表面。7.3 为安全起见

11、， 22节燃烧（烘烤）试验时， 23节抛射试验应当在单独与观察 者隔离的空间进行。8. 温度测量8.1 热电偶丝面积w 0.21mm2 > 0.05mm2并配合热电势测量设备8.2 测量时热电偶应紧贴电池壳体表面电性能试验9. 短路试验9.1每个测试电池样品正、负极采用阻值v 0.1 Q的Cu线短接，电池放电直至起火或爆炸，或直至电池完全放电，壳体温度重新降至室温停止。常温型电池短路试验机9.2试验在室温和60± 2C进行，电池在室温或60± 2C达到与环境平衡稳定后再短接beO769, cn温控型电池短路试验机9.3除非制造商指明是串联或并联，电池应单独测试。对于串

12、联或并联应用, 另外五套电池需进行测试，采用电池的最大数目根据所用串 /并联数目定。9.4 当电池中有过流或热保护装置时且已经过UL认证的，需将电池在保护装置未打开的最大负载情况下测试，没有认证过的保护性装置则须将之短接。9.5样品应不起火、不爆炸，外壳或电池壳体温度不超过150C。10. 非正常充电测试10.1将电池按制造商提供的容量放掉后进行测试10.2 每个电池样品遭受的充电电流为 3倍的制造商普通指定的充电电流，将 电池连接于一直流电源上。特殊充电电流的获得是通过串联一特殊尺寸和规格的电阻后获得的。试验时间 通过下式计算：tc=2.5C/3Ictc 充电时间(h) ； c容量(Ah)

13、； Ic 制造商一般指 定的充电电流 (A)最小测试时间应为48h,这并不要求初始充电电流维 持 48h。10.3 当电池经过认证的过流或热保护装置时,电池按最大负载而不引起保 护装置起作用的条件测试。未经过认证的保护装置则应将起短接后试验。10.4 样品应不起火不爆炸11. 强制过充测试11.1用于测试的样品电池以10*C5的恒定电流充电，每个电池或电芯都要贴上热偶合 组件然后充电直到电池或电芯爆炸 , 漏液, 或外壳表面的温度恢复到环境温度或 者达到稳定的状态 .11.2 在测试中, 起反应的过流和热保护装置必须要经过安规认证,没有经过认 可的保护装置则应将其短路。样品应不起火、不爆炸1十

14、|TR;S 一_ _* q余莞贝尔www. be0769. on电池过充过放防爆试验箱12强制放电试验12.1 本测试适用于多电芯组合应用的场合，比如电池组。12.2 一个完全放电的电芯被强制性串联同型号的新电芯，串联的新电芯数目=串联应用的最大数目-1。5个电芯在室温完全放电后测试。12.3 当完全放电的电芯与特定数目的新电芯串接好后，形成的电池组进行 短路测试。12.4 正、负极端子连接到阻值小于 0.1 Q的Cu在线，电池放电直至起火或 爆炸，或者直至电池壳体温度回落至接近室温时试验终止。12.5 样品应不起火、不爆炸13受限制电压测试13.1由改变负载阻抗使得电路从开路状态为短路状态来

15、确定电芯或电池的最 大输出容量PMAX，过流或热保护装置须置为不可用或旁路状态.13.2此测试中用到3个样品电池必须在过流保护和热保护的装置下将其充电到满充状态,电池用20AWG的镍铬合金线接在等效电阻的负载上得到PMAX=13.1.在测试中用到的粗棉布的两面要包裹在镍铬合金在线，然后监控电池两端和粗棉布之间在电路稳定状态下的电压和电流 60秒的时间.13.3若已经有经过安标认证的过流和热保护装置在测试中起反应，测试应在 不引起保护装置起作用的最大负载下进行，没有经过认可的保护装置则应短路。13.4电池或电芯必须符合以下的要求：60秒后的最大输出电流必须小于 8.0 amp在60秒的那个时刻测

16、得的输出电压必须小于5倍开路电压粗棉布应不会被烧毁机械测试14.压缩测试(Crush Test)14.1电池两个平的表面之间进行压缩，压缩力通过一个直径为32mm勺液压活塞施加压缩持续进行直至压力达到17.2Mpa,施加的压力为13KN当达到最大压力后 泄压。电池挤压试验机样品应不起火、不爆炸，另外样品不漏液,见5.217.振动试验(Vibration Test)17.3 样品应不起火、不爆炸、不泄漏,见5.2外围测试电池振动试验台总述18.1用以包装电池的外壳的设计必须达到普通简易的工具不能轻易打开，比如螺丝起子，外壳要用超声焊接，或者用其它等效的密封法.18.2电池的外壳材料必须根据聚合材

17、料的标准，见根据聚合材料的标准，分类 为V-2或更低的燃烧等级.例外情况：当材料符合外部燃烧时，如在聚合材料标准中规定的3/4 inch燃烧测 试,见根据聚合材料的标准，则不要求将其划分为V-2或更低的燃烧等级.18.3已经包装了外壳的电池必须进行19,20,21节描述的测试.19.2样品不爆炸，不起火，不漏液，见5.2.另外，电池外壳不会爆裂，电芯或任何 保护装置不能穿孔或泄露20.1样品在完全对流循环的干燥室内以 70° C (158 ° F)持续7小时.20铸造压力释放测试20.2然后小心取出样品恢复到室温，观察样品表面必须无损坏，比如电池外壳没 有破裂或电解质漏液现

18、象.20.3样品不爆炸，不起火,不漏液,见5.2.另外,电池外壳不会爆裂,电芯或任 何保护装置不能穿孔或泄露.电池针刺试验机燃烧测试22.燃烧颗粒测试22.1 每个检测电池被摆放在每英寸(25.4mm)20孔的钢丝网上,钢丝0.017英寸粗。丝网置于距燃烧器1-1/2(38.1mm)英寸的距离上。燃油和空气以提供明亮蓝色火焰的速度喷射，这样钢丝网烧变成明亮红色。1个粗石棉布面板置于与钢网中央垂直距离3英尺(0.91m)的位置见图22.1,22.2。粗石棉布片一码见方，由四层每平方码0.4-0.6盎司重的粗石棉布材料构成。试验样品被置于火星或 燃烧颗粒能喷射到粗石棉布片中央的位置。在某些情况下，

19、它应被要求将实验 样品圈在网内，然后点燃燃烧器，观察电池至其爆炸或被摧毁。22.2当电池进行22.1所描述的实验时，粗石棉布面扳不会点燃。25.2 样品应不起火、不爆炸、不漏液,见5.2贝尔试验设备/. wwv. be0769. cn电池燃烧试验机23喷射实验23.1 实验电池置于中间直径4英寸的孔并盖有盖板的平面桌上。盖板由每英尺20孔的钢丝网构成或钢丝0.017英寸(0.43mm)。在试样周围安置一个每面2英尺宽(610mm) 1英尺高(305mm)共8面的丝网屏风,见图23.1。金属网由直径0.010英寸(0.25mm)金属丝按每 英寸16-18丝构成。样品放在金属网上，盖住桌中央的孔，

20、然后进行加热直至 爆炸或至其被摧毁。其中安全阀朝向平行于石棉布。23.2当进行23.1所述实验时，爆炸电池没有任何部分穿透网屏，没有部分或 全部电池突出网屏。环境测试24.1 样品在一自然对流或强制对流烘箱中加热，烘箱温度以5±2C/min速度升温至150C，并保持10min后停止。24.2 样品应不起火、不爆炸电池热冲击试验箱25热循环测试25.1电池放于测试室内并承受以下循环:a) 30mi n内升温至70 ± 3C,保温4h。b) 30mi n内降温至20 ± 3C,保温2h。c) 30mi n内升温至40土 3C,保温4h。d) 30mi n内降温至20&

21、#177; 3°C。e) 重复上述循环9次。10次循环后，电池放置7天待检25.2 样品应不起火、不爆炸、不漏液,见5.2电池专用咼低温试验箱标 识26.总论26.1电池应标识制造商名字、商标名或商标和款式设定。26.2 如果制造商在多个工厂制造电池，每个电池包装应当有一个明确的标识 以确认该电池是哪个工厂生产的。26.3与每个电池装配在一起的包括最小单元的电池包装壳，都应标识有以下或等效的表述：提醒性文字,如2Caution, 2 2Warning, 2 或 2Danger. 2电池有着火、爆炸和燃烧的危险不要重新充电、拆卸、挤压、加热或焚烧等26.4 应包括厂商的充电细则说明26.5直径小于1.25英寸(32MM),厚度0.15英寸(3.8MM)的电芯或电池都应标识有以下或等效的表述：“不要放入口中 , 如果吞咽 , 则应立即联系你的医生或当地中毒检测中心”26.6达到受限制电源要求的电池.见13.4,应包含” LPS'的标志.