令人遺憾，過(guò)去二十年內，在安全性方面，鋰電池數次登上新聞頭條。許多鋰電池引發(fā)的事件造成了數十億美元的品牌和財產(chǎn)損失。有些事故還造成了人身傷亡。

 

令人遺憾，過(guò)去二十年內，在安全性方面，鋰電池數次登上新聞頭條。許多鋰電池引發(fā)的事件造成了數十億美元的品牌和財產(chǎn)損失。有些事故還造成了人身傷亡。一些最具轟動(dòng)影響力的事件包括：

 

•美國聯(lián)合包裹運輸公司（UPS）6號貨運班機在2010年墜毀，兩名駕駛員死亡；根本原因在于貨艙中托運的鋰離子電池。

 

•2006年，主要用于戴爾筆記本電腦的索尼電池開(kāi)始起火；根源在于電芯內的不良雜質(zhì)引起了短路（超過(guò)900萬(wàn)個(gè)電池被召回）。

 

•2013年由于電池起火，波音公司的夢(mèng)幻客機（Dreamliners）停飛；根本原因是電芯內部短路（給波音造成6億多美元的損失）。

 

•三星Note 7電池在2016年開(kāi)始起火；多次事件的元兇都是電芯制造問(wèn)題，并造成多人受到傷害。由于召回，三星損失了50多億美元。

 

圖1：UPS 6號班機由于鋰離子電池故障而墜毀（圖片由The Aviation Herald提供）

 

這些例子只是強調了與鋰離子電池相關(guān)的一些事件及其帶來(lái)的潛在傷害。由于其不穩定的性質(zhì)，許多組織/國家已經(jīng)制定了法規，以確保它們得到安全的電池。本文將研究世界各地的電池可能需要符合哪些電池法規以及它們又需要包括哪些內容。

 

 

為確定你的可充電鋰離子電池解決方案可能需要滿(mǎn)足哪些法規，你需要問(wèn)自己一些問(wèn)題。這些電池本身需要運輸嗎？99%的時(shí)候，答案是肯定的。如果是，那么你將需要進(jìn)行UN 38.3測試（見(jiàn)運輸法規部分）。接下來(lái)，你要將電池產(chǎn)品運送到歐洲（EU）嗎？如果是，那么你將需要進(jìn)行IEC 62133測試（見(jiàn)國際法規）。你的電池將要用于符合UL終端設備規范（要求電池也需通過(guò)UL認證）的設備內嗎？如果是，那么你將需要做UL2054測試（參見(jiàn)美國安全法規）。你的電池是要運到中國、俄羅斯、泰國、印度、韓國和日本嗎？如果是，那么需要進(jìn)行額外的測試，并且各國有自己的具體要求（見(jiàn)其它法規）。

 

 

聯(lián)合國已經(jīng)將鋰離子電池列為危險品，并就如何運輸鋰離子電池提出了建議。“聯(lián)合國危險貨物運輸手冊（UN Manual Transport of Dangerous Goods）”第38.3節詳細說(shuō)明了哪些鋰離子電池符合條件，以及如何進(jìn)行測試以確保運輸安全。美國交通部（DOT）、國際民航組織（ICAO）和國際航空運輸協(xié)會(huì )（IATA）已經(jīng)強制要求按照第38.3節對電池進(jìn)行測試。表1列出了電池和/或電芯在被運輸受理前需經(jīng)過(guò)的測試。

 

表1，UN 38.3測試的完整列表

 

該測試可自行認證，但需要生成具有詳細測試結果數據的測試報告。

 

 

在美國，有兩個(gè)主要的電池標準涉及電池和小型便攜式電池：UL1642和UL2054。UL1642應對的是單個(gè)電芯，而UL2054適用于小型可充電電池組。UL2054要求電池通過(guò)UL1642認證。雖然UL2054不是運往美國產(chǎn)品的強制性測試，但美國終端設備標準通常會(huì )有這一要求，并且這是一項非常嚴苛的測試，因為它要求在電池組上施加一處故障。故障施加到一個(gè)非UL等級的元件上。這使設計必須要有冗余保護，以通過(guò)幾項UL2054測試。

 

UL2054標準包括電氣和機械部分，并要求進(jìn)行結構組裝檢查，以確保電池按照標準制造，例如采用的塑料類(lèi)型、壁厚、使用的非UL資質(zhì)材料的數量等。表2列出了UL2054測試。

 

表2，UL2054測試

 

UL測試有兩套方案：列名（listed）和認可（recognized）。列名確保產(chǎn)品已經(jīng)按要求通過(guò)了所有測試，并根據規范進(jìn)行了生產(chǎn)。認可意味著(zhù)已對安裝在工廠(chǎng)而非現場(chǎng)的系統中的電池組進(jìn)行了測試。認可通常沒(méi)有通過(guò)所有測試要求（例如有限電源測試），或沒(méi)有滿(mǎn)足所有的結構要求。UL認可的電池的一個(gè)例子是安裝在設備中、用戶(hù)不可更換的收縮包裝式（shrink-wrapped）電池。

 

 

歐盟和一些國家已經(jīng)接受IEC62133作為在其國內所用電池的要求。IEC62133是一個(gè)更簡(jiǎn)單的規范。它接受UN38.3測試作為可接受的認證方法。表3列出了IEC 62133實(shí)施的電池測試。

 

表3，IEC 62133測試

 

如表所示，IEC 62133的測試內容是UL2054的一半，且因為不需要電池具有單一故障，所以更容易通過(guò)。

 

 

有幾個(gè)國家在準許運往其國內電池的問(wèn)題上，不接受UL2054或IEC62133認證——它們有自己的標準。印度需要根據IS16046規范在其國內進(jìn)行測試，該法規與IEC 62133相似。但是他們不認為滿(mǎn)足了IEC62133法規就萬(wàn)事大吉。電池需要獲得BIS（印度標準局）認證。通過(guò)BIS流程極其棘手，特別是在印度尋找電池測試實(shí)驗室并協(xié)調完成測試時(shí)。獲得認證需要六個(gè)月或更長(cháng)時(shí)間。電池制造商最好與第三方實(shí)驗室或與物流協(xié)調以獲得BIS認證。

 

俄羅斯的GOST認證更容易獲得。它不需要在俄羅斯國內測試。符合IEC62133標準應足以從俄羅斯獲得證書(shū)，獲得證書(shū)時(shí)間約為1個(gè)月。

 

韓國需要在其國內測試才能獲得KC認證。該測試基于IEC 62133標準，需要大約三個(gè)月的時(shí)間才能獲得認證。

 

要想獲得泰國的TISI（泰國工業(yè)標準協(xié)會(huì )）認證，是另一個(gè)復雜的過(guò)程。它需要基于TIS 2217-2548規范在其國內進(jìn)行測試，這個(gè)規范也類(lèi)似于IEC62133。整個(gè)過(guò)程可能需要六個(gè)多月時(shí)間。TISI還需要到工廠(chǎng)進(jìn)行檢查。

 

日本允許通過(guò)在其國內的注冊進(jìn)行自行認證。該測試基于的是“面向電器確定技術(shù)標準的部級條例修訂版（鋰離子二次電池）”。

 

中國大陸要求電池測試符合GB 31241-2014規范。這個(gè)規范與其它標準不同，因此在設計面向中國大陸的電池產(chǎn)品時(shí)需要仔細評估該規范。

 

中國臺灣也要求由BSMI（臺灣標準檢驗局）認證的實(shí)驗室對進(jìn)入該地區的電池產(chǎn)品進(jìn)行符合其標準的測試。

 

 

大多數這些認證需要在標簽上采用特定的標記。如果要求的話(huà)，表4顯示了需要采用的標記。

 

表4，監管標記清單

 

 

雖然電池法規初看起來(lái)似乎很復雜，但通過(guò)問(wèn)自己“電池擬用在哪里和用在哪個(gè)國家？”這個(gè)問(wèn)題便可以簡(jiǎn)化局面。掌握了這點(diǎn)，就可以確定該遵循哪些法規。各法規大同小異，但它們都會(huì )嘗試測試電池未被正確使用時(shí)的電池安全性。Inventus Power公司與各代理機構都保持良好關(guān)系，可確?？蛻?hù)產(chǎn)品設計符合要求并通過(guò)測試，并確保其能及時(shí)拿到認證。

 

本文轉載自電子技術(shù)設計。