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干货|聊聊国内/外锂离子电池跌落测试要求

发布时间:2023-10-11 10:00浏览次数:361来源于:言质有锂

    在跌落试验通常是主要用来模拟未包装/包装的产品在搬运期间可能受到的自由跌落,考察产品抗意外冲击的能力。通常跌落高度大都根据产品重量以及可能掉落几率做为参考标准,落下表面应为混凝土或钢制成的平滑、坚硬的刚性表面。具体可参考相关测试标准及客户产品规格书要求。

    对于不同国际或国家标准,即使产品在相同重量下但掉落高度也不相同。对于手持型产品(如手机, MP3等)大多数掉落高度大都介于1.0m-1.5m不等。例如IEC对于≦2kg之手持型产品建议应满足1.0m之掉落高度不可损坏;MIL则建议掉落高度为1.22m;Intel对手持型产品(如手机)则建议落下高度为1.5m。试验的严苛程度取决于跌落高度、跌落次数、跌落方向。

    那么我们锂离子电池产品是如何规定的呢?现在就同大家聊下锂离子电池(含电芯和电池组)的跌落测试的标准和测试要求。

    1.GB/T 18287-2013 移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范

从以上标准可以看出,移动电话用的电池的电芯和电池组的高度是不一样的,其他要求相同。

    2.GB 31241-2022便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求

从以上标准可以看出,便携式电子产品用锂离子电池和电池组高度都是一样的,但针对不同类型的锂电,如圆柱、方型、软包、纽扣型电池跌落面和次数会有不同。

    3.GB 38031-2020电动汽车用动力蓄电池安全要求

从这项国标可以看出,针对电动汽车用的锂电池则没有跌落测试要求,同时该标准“5.2电池包或系统安全要求”也无跌落测试要求。其实在该标准之前的版本-《GB/T31485-2015 电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》中对“跌落测试”也是有要求的,且是1.5米,要求为“不泄露、不起火、不爆炸”。

    4.IEC62133-2(2017版)含碱性或其它非酸性电解质的二次电芯和电池(组) 便携式密封二次单体电芯,由电芯组成的电池(组)以及应用于便携式设备的安全要求 第2部分:锂系

翻译如下:7.3.3自由跌落

a) 要求

电池或电池掉落(例如,从工作台顶部掉落)不得引起火灾或爆炸

b) 测试

自由落体试验在20℃±5℃的环境温度下进行,使用电池或按照第一个步骤充电至完全充电状态的蓄电池。在7.1.1中。每个电池或电池从1.0米的高度跌落三次到平板上混凝土地板或金属地板上。将电芯或电池扔下,以便获得随机方向的冲击。试验后,电池或电池应至少静止1小时,然后进行外观检查。

c) 验收标准

不起火、不爆炸。

从以上标准可以看出,对锂离子电芯和电池组的测试条件和方法是一样的。

    5.UL2580 电动车电池安全标准(2013版)

翻译:37跌落测试

37.1本测试旨在评估电能存储组件(EESA)在安装或从车辆上拆卸过程中意外掉落时是否存在危险。

37.2在室温下平衡后,按照18.1从1.0 米(3.3 英尺)的最低高度坠落,以最有可能产生不利结果的位置撞击平整的混凝土表面,其方式和高度最能代表维护和搬运/拆除EESA期间发生的情况。

37.3参考37.2,如果只进行了一次跌落试验,则不得为平跌落。如果打算在水平方向上安装或拆卸EESA,则应考虑被测设备倾斜10°且组件边缘受到冲击的跌落。

37.4参考37.2,如果一次跌落试验是平面跌落,则应至少进行一次非平面跌落的其他试验。

37.5样品至少跌落一次。

37.6混凝土表面的厚度至少为76 mm(3英寸),且面积应足以覆盖被测设备。

37.7跌落后6-24小时内,应检查样品是否有损坏迹象

试验期间,应监测温度。如果样品返回或保持在环境附近,则应根据19.2(a)进行绝缘电阻测试。

37.8应使用第19节中概述的火花点火源,在下降后立即检测样品中是否存在可燃气体浓度,并在温度升高的情况下重复检测。

37.9不得有起火或爆炸的迹象。不得有6.41中定义的有毒气体释放。最小绝缘电阻应为100 Ω/V。

这个UL2580标准主要是针对电动车(含电动汽车和电动自行车)电池,适用于所有动力类电芯和电动汽车电池。从标准条款内容37.1-37.9可以看出,美标对跌落测试要求较高,需要考虑环节较多。

    6.UL2271轻型电动车电池安全标准(2010版)

翻译:8.5跌落测试

8.5.1从1.0 米(3.3 英尺)的高度坠落,以最有可能产生不利结果的位置撞击平整的混凝土表面。

8.5.2样品至少跌落3次。

8.5.3混凝土表面的厚度至少为19 mm(0.75英寸)。

8.5.4软包电池组也应在-20℃±2℃(-4±3F)条件下至少3小时后进行测试,样品在冷却状态下,应立即进行跌落测试。

8.5.5样品应在测试6小时后进行检验。样品应不起火、不爆炸。样品外壳不应损坏和开裂。

这个UL2271标准主要是针对轻型电动车含电动自行车/摩托车、平衡车和滑板车、高尔夫球车等)电池的电芯和电池组,条件相同。

    7.UN38.3 ,UL1642等都没有对单体电芯跌落测试做明确要求。但UN38.3却有针对包装件进行1.2米的跌落测试要求,具体参见联合国《关于危险货物运输的建议书规章范本》(Rev. 22) 特殊规定188。

以上只是参考国内及欧美等标准介绍相关的跌落测试要求,绝大多数是要求“不起火、不爆炸”,但也有少数标准要求““不漏液(不泄露)、不起火、不爆炸”。跌落测试作为衡量产品性能指标之一,设计及制造出来产品肯定是要满足相关标准要求及客户要求的。若是做产品认证则直接参考产品销往地区或国家的标准测试即可;若是企业内部做监测及持续改进评估验证,则建议大家在制定企标或内控标准时,要充分考虑产品的具体应用、国际/国家标准、同行的标准、客户要求等因素去制定适合自己企业的标准。当然,也可以找专业的认证及测试机构提供相关建议参考。例如,像国内一些标准是没有针刺要求的,但国外的一些大客户仍对电池此项却有明确的要求。国内知名企业如比亚迪、宁德时代、广汽埃安等都在产品通过针刺实验上面花了不少功夫。大家务必要搞清楚,国标只是针对企业的最基本要求、原则和底线,因此产品仅仅满足国标其实远远不够。现实中,很多客户要求远远高于国标要求,尤其是国外大客户。要想产品在市场上拥有很强的竞争力,除必须满足国标外,我们企业还应不断创新并拥有硬核技术。企标或内控标准可以严于并远远超出国标要求,并尽力满足客户要求并超出其期望。这样产品才有可能在市场上立于不败之地!另外,我们的销售人员及研发技术人员在售前服务对接时,要充分了解客户需求(VOC),像一些特殊的测试项目需要在产品的设计开发、材料及工艺等方面予以优化改进及重点突破。

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