楊自永，張佰勛，李 強(qiáng)

（1.國(guó)家無線電監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)中心，北京 100041；2.工業(yè)和信息化部機(jī)關(guān)服務(wù)局，北京 100804）

0 引言

2022年9月23日，《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化電子電器行業(yè)管理制度改革的意見》（國(guó)辦發(fā)〔2022〕31號(hào)）在中國(guó)政府網(wǎng)發(fā)布，并對(duì)CCC認(rèn)證目錄進(jìn)行了調(diào)整。該意見明確將近年來危險(xiǎn)系數(shù)較高、事故頻發(fā)的“電子電器產(chǎn)品使用的鋰離子電池和電池組、移動(dòng)電源”納入強(qiáng)制性認(rèn)證管理。同時(shí)最新修訂的GB 31241—2022《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組 安全技術(shù)規(guī)范》[1]也于2022年12月29日發(fā)布，將于2024年1月1日正式實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)適用于質(zhì)量不超過18 kg的便攜式電子產(chǎn)品用的鋰離子電池和電池組，如便攜式辦公產(chǎn)品、移動(dòng)通信產(chǎn)品、便攜式音視頻產(chǎn)品以及其他便攜式電子產(chǎn)品。2014年發(fā)布的GB 31241—2014《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組 安全要求》[2]作為我國(guó)第一部電子產(chǎn)品鋰離子電池強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)運(yùn)行了近10年。隨著技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，電子產(chǎn)品的廣泛普及以及各種功能融合新產(chǎn)品的推出，標(biāo)準(zhǔn)的修訂更新也迫在眉睫。新標(biāo)準(zhǔn)也更加準(zhǔn)確、合理、科學(xué)，將促進(jìn)鋰離子電池行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。面對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的更新和國(guó)家CCC目錄的調(diào)整，相關(guān)的鋰離子電池、移動(dòng)電源和整機(jī)等生產(chǎn)企業(yè)也面臨更多的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

1 差異解析

GB 31241—2022在修訂過程中參考借鑒UN 38.3、IEC 62133等標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)部分條款進(jìn)行了邏輯調(diào)整，對(duì)鋰離子電池、鋰離子電池組和上限充放電溫度等定義進(jìn)行了修改。修改電壓測(cè)量公差等技術(shù)參數(shù)，刪除常溫外部短路等部分技術(shù)內(nèi)容，修改和補(bǔ)充完善了部分試驗(yàn)方法和試驗(yàn)程序。在產(chǎn)品標(biāo)志說明和安全要求方面也進(jìn)行了重大改動(dòng)。與GB 31241—2014相比，整體差異較多。

2 實(shí)驗(yàn)條件和一般安全要求

兩標(biāo)準(zhǔn)間試驗(yàn)條件和一般安全要求具體差異見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)條件和一般安全要求差異

GB 31241—2022在試驗(yàn)條件上做出了重大改變，從參數(shù)測(cè)量公差到溫度測(cè)量方法上做出修改，在制造商規(guī)定的充電程序不可獲取時(shí)提供了新的方法。同時(shí)將靜電放電由GB 31241—2014中10.8條移至樣品預(yù)處理（4.7.4）中，由對(duì)部分電池組測(cè)試到對(duì)所有自身帶保護(hù)電路的電池組都需要按GB/T 17626.2的規(guī)定完成靜電放電試驗(yàn)后再進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。GB 31241—2022同時(shí)優(yōu)化了部分試驗(yàn)項(xiàng)目，調(diào)整了相關(guān)的試驗(yàn)順序。GB 31241—2022在電池和電池組安全性上從正常條件和可合理預(yù)見的誤使用、濫用及故障條件兩種條件加以考慮，在產(chǎn)品銘牌上列出相應(yīng)的標(biāo)識(shí)和警示說明。同時(shí)對(duì)表面積較小的電池和電池組可以按照表7規(guī)定的要求標(biāo)識(shí)即可。對(duì)于能放入吞咽量規(guī)可更換電池組，在兒童觸及過程中可會(huì)被兒童誤吞產(chǎn)生熱灼傷和化學(xué)危險(xiǎn)，應(yīng)放置在兒童無法接觸的地方，在發(fā)生誤吞時(shí)，應(yīng)及時(shí)就醫(yī)。

3 電池型式試驗(yàn)

電池型式試驗(yàn)包括電安全試驗(yàn)和環(huán)境安全試驗(yàn)，兩標(biāo)準(zhǔn)間具體差異見表2。

表2 電池型式試驗(yàn)差異

GB 31241—2022電池電安全試驗(yàn)包括高溫外部短路、過充電、強(qiáng)制放電三項(xiàng)，刪除了GB 31241—2014中的常溫外部短路，同時(shí)提高了高溫外部短路的試驗(yàn)環(huán)境溫度。高溫外部短路模擬用戶使用過程中電池短路的情況，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)較常溫外部短路對(duì)用戶的危害更大。GB 31241—2014以3CA或3倍推薦充電電流進(jìn)行過充電試驗(yàn)，不同類型正極材料的過充電電壓不同，GB 31241—2022以最大充電電流（Icm）進(jìn)行試驗(yàn)，充電限制電壓（Ucl）與過充電試驗(yàn)電壓（Ut）應(yīng)滿足表8的要求。與GB 31241—2014不同，GB 31241—2022規(guī)定強(qiáng)制放電應(yīng)該達(dá)到負(fù)的充電上限電壓（—Uup），但在90 min后不管是否到達(dá)要求電壓都應(yīng)終止試驗(yàn)。

在環(huán)境安全試驗(yàn)中，GB 31241—2022的低氣壓、振動(dòng)和加速度沖擊要求與GB 31241—2014一致，補(bǔ)充了按照GB/T 2423相關(guān)的具體試驗(yàn)方法。對(duì)于電池在環(huán)境溫度循環(huán)變化條件下的耐受能力，在10次高低溫循環(huán)結(jié)束后需要在室溫下靜置至少6 h，使電池恢復(fù)到正常狀態(tài)進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。在擠壓試驗(yàn)中，GB 31241—2022明確了電池的擠壓速度，以及電池壓降達(dá)到三分之一即可停止試驗(yàn)。同時(shí)對(duì)于長(zhǎng)度大于25 mm的軟包裝電池，在垂直于電池極耳方向的幾何寬面放置半圓柱體后再進(jìn)行擠壓試驗(yàn)，擠壓力達(dá)到表10中軟包裝電池寬度對(duì)應(yīng)擠壓力后截止。

4 電池組型式試驗(yàn)

電池組型式試驗(yàn)包括電環(huán)境全試驗(yàn)和電安全試驗(yàn)，兩標(biāo)準(zhǔn)間具體差異見表3。

表3 電池組型式試驗(yàn)差異

GB 31241—2014在低氣壓、溫度循環(huán)、振動(dòng)試驗(yàn)后需要按照4.5進(jìn)行一次放電充電循環(huán)，而GB 31241—2022在試驗(yàn)后則不需要進(jìn)行放電充電循環(huán)。在跌落試驗(yàn)中，GB 31241—2014從電池容量來考慮，GB 31241—2022則根據(jù)用戶是否可更換進(jìn)行不同高度的試驗(yàn)，而對(duì)于預(yù)定使用高度高于1.0 m的便攜式電子產(chǎn)品，跌落高度要求相同都為1.5 m。GB 31241—2022在阻燃要求上較GB 31241—2014更為嚴(yán)格，最低要求為V-1級(jí)。在材料沒有符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，可以通過附錄F使用GB/T 5169.22規(guī)定的試驗(yàn)火焰進(jìn)行隨機(jī)試驗(yàn)。

5 保護(hù)電路要求

對(duì)于自身帶有保護(hù)電路的電池組應(yīng)當(dāng)承受第10章[1]的相關(guān)試驗(yàn)。對(duì)于電池組保護(hù)電路中的過流充電保護(hù)和過流放電保護(hù)，如果電流值為區(qū)間值，應(yīng)以區(qū)間值上限代替1.5倍的過流充放電保護(hù)電流。電流值越大，工作時(shí)產(chǎn)生的熱量越大、溫升越高，越容易造成保護(hù)按電路失效，其要求也越為嚴(yán)格。同時(shí)電池組保護(hù)電路整體要求考慮，GB 31241—2022刪除了耐高壓試驗(yàn)。自身不帶保護(hù)電路由其供電的電子產(chǎn)品或充電器來提供保護(hù)電路的電池或電池組應(yīng)通過第11章[1]的系統(tǒng)保護(hù)電路安全要求相關(guān)試驗(yàn)。較GB 31241—2014，GB 31241—2022在充放電溫度控制上做出更詳細(xì)的規(guī)定，當(dāng)樣品處于不同狀態(tài)下達(dá)到規(guī)定溫度再進(jìn)行充放電操作時(shí)，電池應(yīng)當(dāng)不能進(jìn)行充放電。同時(shí)在一致性要求方面，GB 31241—2022補(bǔ)充完善了單級(jí)電池過充保護(hù)和單級(jí)電池過放保護(hù)相關(guān)試驗(yàn)方法和要求。

6 結(jié)束語

隨著2 0 2 2 年7月新版電子產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)G B 4943.1—2022的發(fā)布以及2022年12月29日GB 31241—2022便攜式電子產(chǎn)品鋰電池安全規(guī)范的發(fā)布，國(guó)家將電子電器產(chǎn)品使用電池納入強(qiáng)制性認(rèn)證管理，對(duì)相關(guān)產(chǎn)品提出了更高的安全要求，整機(jī)和電池企業(yè)也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，但對(duì)于企業(yè)來說嚴(yán)格把控電池質(zhì)量也是一次巨大的機(jī)遇。本次標(biāo)準(zhǔn)修訂對(duì)規(guī)范整個(gè)鋰電池市場(chǎng)起著積極的推動(dòng)作用。本文通過對(duì)GB 31241—2014和GB 31241—2022兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)間差異的比較，給企業(yè)產(chǎn)品合規(guī)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)以及即將到來的標(biāo)準(zhǔn)換版提供一些參考?！?/p>