林能其

【摘 要】 鋰離子電池環(huán)境安全試驗(yàn)部分主要規(guī)定了電池的低氣壓、溫度循環(huán)、振動(dòng)、加速度沖擊、跌落、應(yīng)力消除、高溫等與“環(huán)境”有關(guān)的安全試驗(yàn)項(xiàng)目，鋰離子電池的低氣壓、溫度循環(huán)、振動(dòng)、加速度沖擊、跌落試驗(yàn)后需要進(jìn)行一次放電充電循環(huán)，以模擬鋰離子電池遭受相應(yīng)的應(yīng)力后用戶繼續(xù)嘗試使用該鋰離子電池時(shí)的安全性。

【關(guān)鍵詞】 鋰離子電池 環(huán)境安全 安全試驗(yàn)

鋰離子電池，以及由非用戶更換型電池/鋰離子電池與其電子產(chǎn)品組成的整體樣品。對于非用戶更換型電池，應(yīng)將其安裝在電子產(chǎn)品中作為整體樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)中的鋰離子電池環(huán)境安全試驗(yàn)；對于非用戶更換型鋰離子電池，可以將其置于電子產(chǎn)品中作為整體樣品，也可以單獨(dú)將鋰離子電池取出，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)中的鋰離子電池環(huán)境安全試驗(yàn)，推薦優(yōu)先選擇作為整體樣品進(jìn)行測試。由于試驗(yàn)過程中可能會出現(xiàn)泄氣、冒煙、著火甚至爆炸，因此必需采取必要的防護(hù)措施，如樣品放置在具有防爆功能的通風(fēng)裝置中。

1 低氣壓

試驗(yàn)?zāi)康模旱蜌鈮涸囼?yàn)是用來模擬空運(yùn)過程中的低氣壓條件對鋰離子電池安全性的影響，試驗(yàn)后樣品應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。儀器設(shè)備：如真空箱（或低氣壓試驗(yàn)箱）、充放電測試儀等。

2 溫度循環(huán)

試驗(yàn)?zāi)康模轰囯x子電池溫度循環(huán)試驗(yàn)是用來模擬鋰離子電池在運(yùn)輸或貯存過程中，反復(fù)暴露在低溫和高溫環(huán)境下，鋰離子電池的安全性，試驗(yàn)是利用迅速和極端的溫度變化進(jìn)行的。試驗(yàn)后樣品應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。儀器設(shè)備：如溫度試驗(yàn)箱、充放電測試儀等。

3 振動(dòng)

試驗(yàn)?zāi)康模罕驹囼?yàn)?zāi)M運(yùn)輸、攜帶過程中的振動(dòng)不應(yīng)導(dǎo)致鋰離子電池發(fā)生漏液、起火和爆炸等安全問題。儀器設(shè)備：如振動(dòng)試驗(yàn)臺、充放電測試儀等。

注意事項(xiàng)：鋰離子電池振動(dòng)試驗(yàn)需要注意以下幾點(diǎn)：（1）樣品的固定方式，既要保證振動(dòng)信號準(zhǔn)確地傳遞到樣品上，又不能使樣品發(fā)生變形；（2）每個(gè)樣品需要連續(xù)多次承受不同方向的振動(dòng)試驗(yàn)；（3）關(guān)于試驗(yàn)方向，由于鋰離子電池的形狀可能為不規(guī)則形狀，需要對3個(gè)相互垂直方向都進(jìn)行試驗(yàn)。此外，需注意鋰離子電池振動(dòng)試驗(yàn)后還需要進(jìn)行一次放電充電循環(huán)。（建議振動(dòng)時(shí)應(yīng)使用專用的夾具，確保振動(dòng)過程不出現(xiàn)樣品移位導(dǎo)致G值改變等現(xiàn)象）。

4 加速度沖擊

試驗(yàn)?zāi)康模轰囯x子電池加速度沖擊試驗(yàn)是模擬鋰離子電池?cái)y帶或運(yùn)輸過程中遇到加速度沖擊后不應(yīng)引起著火、爆炸或漏液等安全問題。儀器設(shè)備：如加速度沖擊試驗(yàn)臺、充放電測試儀等。

注意事項(xiàng)：鋰離子電池加速度沖擊試驗(yàn)需要注意以下幾點(diǎn)：（1）鋰離子電池加速度沖擊試驗(yàn)同鋰離子電池振動(dòng)試驗(yàn)類似，需要注意樣品的固定方式、每個(gè)樣品多次試驗(yàn)、試驗(yàn)方向。（2）鋰離子電池加速度沖擊試驗(yàn)的峰值加速度的注意事項(xiàng)同電池的加速度沖擊試驗(yàn)。（3）此外，需注意鋰離子電池加速度試驗(yàn)后還需要進(jìn)行一次放電充電循環(huán)。

5 跌落

對圓柱型和紐扣型鋰離子電池兩個(gè)端面各跌落一次，圓柱面跌落兩次，共計(jì)進(jìn)行四次跌落試驗(yàn)；對方型鋰離子電池每個(gè)面各跌落一次，共進(jìn)行六次試驗(yàn)；對非用戶更換型電池/鋰離子電池進(jìn)行帶設(shè)備的跌落試驗(yàn)，設(shè)備每面跌落一次。樣品應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。

試驗(yàn)?zāi)康模罕驹囼?yàn)?zāi)M運(yùn)輸、攜帶、使用過程中的意外跌落（如從長椅、桌面及手中跌落）不應(yīng)導(dǎo)致鋰離子電池發(fā)生漏液、起火和爆炸等安全問題。本試驗(yàn)是模擬合理、可預(yù)見的意外跌落，不考慮人為的、故意的、不合理的及不可預(yù)見的跌落引發(fā)的安全問題。儀器設(shè)備：如多自由度試驗(yàn)臺、充放電測試儀等。

注意事項(xiàng)：鋰離子電池跌落試驗(yàn)需要注意以下幾點(diǎn)：（1）每個(gè)樣品需要連續(xù)多次承受不同方向的跌落試驗(yàn)；（2）需要采取必要的措施保證試驗(yàn)方向的準(zhǔn)確性，并該措施還不應(yīng)影響自由落體運(yùn)動(dòng)；（3）鋰離子電池跌落試驗(yàn)條件也考慮了實(shí)際使用過程中的意外跌落，因此對于某些鋰離子電池需要進(jìn)行1.5m的跌落試驗(yàn)；此外，需注意鋰離子電池跌落還需要進(jìn)行一次放電充電循環(huán)。

6 應(yīng)力消除

模壓或注塑成形的熱塑性外殼的結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證外殼材料在釋放由模壓或注塑成形所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力時(shí)，該外殼材料的任何收縮或變形均不會暴露出內(nèi)部零部件。樣品外殼不應(yīng)發(fā)生導(dǎo)致內(nèi)部組成暴露的物理形變。

試驗(yàn)?zāi)康模簯?yīng)力消除試驗(yàn)是模擬鋰離子電池在承受適當(dāng)?shù)母邷睾笸鈿け３滞暾缘哪芰?。儀器設(shè)備：如高溫試驗(yàn)箱等。

注意事項(xiàng)：應(yīng)力消除試驗(yàn)需要注意以下幾點(diǎn)：（1）僅對模壓或注塑成形的熱塑性外殼的鋰離子電池進(jìn)行本試驗(yàn)；（2）試驗(yàn)前先將試驗(yàn)箱升溫至70℃±2℃然后再將樣品放入試驗(yàn)箱而不是將樣品放入后再升溫，試驗(yàn)后是將樣品取出恢復(fù)至室溫而不是在試驗(yàn)箱內(nèi)將恢復(fù)室溫；（3）如樣品在試驗(yàn)過程中發(fā)生著火、爆炸等使外殼破壞，也判為不合格。（建議取樣品時(shí)應(yīng)使用夾子等工具，以免燙傷，同時(shí)應(yīng)將試驗(yàn)后的樣品放置在專用的防爆箱中，擱置兩個(gè)小時(shí)以上。）

7 高溫使用

樣品在高溫條件下使用應(yīng)具有足夠的安全性。通過以下高溫使用試驗(yàn)來檢驗(yàn)其是否合格：將滿電樣品置于高溫試驗(yàn)箱內(nèi)，試驗(yàn)箱內(nèi)溫度設(shè)為制造商規(guī)定的鋰離子電池的充電上限溫度和放電上限溫度、電池的充電上限溫度和放電上限溫度及80℃中的最大值。待樣品表面溫度穩(wěn)定后，保持7h。

樣品應(yīng)滿足以下要求之一：（1）切斷電路，且不起火、不爆炸、不漏液；（2）未切斷電路，在高溫試驗(yàn)過程中的充放電方法繼續(xù)進(jìn)行一次放電充電循環(huán)，樣品應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。

試驗(yàn)?zāi)康模罕驹囼?yàn)?zāi)M鋰離子電池在高溫環(huán)境中使用時(shí)的安全性。例如將處于待機(jī)或車載充電狀態(tài)的手機(jī)遺忘于長時(shí)間暴露在陽光下的汽車內(nèi)。儀器設(shè)備：如高溫試驗(yàn)箱、充放電測試儀等。

注意事項(xiàng)：鋰離子電池高溫試驗(yàn)需要注意以下幾點(diǎn)：（1）高溫保持時(shí)間7h以樣品表面溫度平衡后開始計(jì)時(shí)，若進(jìn)行一次放電充電循環(huán)的時(shí)間大于7h，可將高溫試驗(yàn)時(shí)間延長至本次充放電循環(huán)結(jié)束；（2）試驗(yàn)溫度的選擇是選擇鋰離子電池的充電上限溫度（如40℃）和放電上限溫度（如55℃）、電池的充電上限溫度（如45℃）和放電上限溫度（如60℃及80℃中的最大值，一般情況下：鋰離子電池的充電上限溫度≤電池的充電上限溫度<80℃，鋰離子電池的放電上限溫度≤電池的放電上限溫度<80℃，因此試驗(yàn)溫度一般選為80℃。（3）由于試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣流動(dòng)會加速熱傳遞，從而引起充放電過程中電池表面熱量流失，因此可能需要采取降低風(fēng)速等方式盡量減少對樣品的影響。

8 結(jié)語

鋰離子電池越來越多地運(yùn)用到通訊、交通、照明等各個(gè)領(lǐng)域，以其獨(dú)特的適用性，便利性越來越受大眾歡迎，然而鋰離子電池的安全方面一直受人詬病，在安全試驗(yàn)方面一直警醒著我們，要認(rèn)真踏實(shí)地對待，以上是安全測試方面的一些淺見，供讀者諸君探討。endprint