鉅大LARGE | 點擊量：272次 | 2024年11月09日
鋰離子電池IEC標(biāo)準(zhǔn)簡介
導(dǎo)言
國際電工委員會（IEC）成立于1906年，是世界上成立最早的非政府性國際電工標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)。IEC負(fù)責(zé)有關(guān)電工、電子領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)化工作，IEC的宗旨是促進(jìn)電工標(biāo)準(zhǔn)的國際統(tǒng)一，電氣、電子工程領(lǐng)域中標(biāo)準(zhǔn)化及有關(guān)方面的國際合作，增進(jìn)國際間的相互了解。為實現(xiàn)這一目的，出版包括國際標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的各種出版物，并希望各國家委員會在其本國條件許可的情況下，使用這些國際標(biāo)準(zhǔn)。IEC的工作領(lǐng)域包括了電力、電子、電信和原子能方面的電工技術(shù)。IEC的最高權(quán)力機構(gòu)是理事會。
IEC標(biāo)準(zhǔn)，是由各國電工委員會組成的世界性標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的標(biāo)準(zhǔn)，目前，關(guān)于鋰離子電池領(lǐng)域的IEC標(biāo)準(zhǔn)主要有：IEC 61960、IEC 61959、IEC 62133、IEC 62660、IEC 60086、IEC 62321等。下面對這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分別介紹。
鋰離子電池IEC標(biāo)準(zhǔn)簡介
IEC 61960:2011，《含堿性或其它非酸性電解液的單體電池（電芯）和電池組:便攜式鋰電池（電芯）或電池組》。標(biāo)準(zhǔn)適用范圍包括動力鋰二次電池、移動通信產(chǎn)品用鋰二次電池，和便攜式產(chǎn)品用鋰二次電池。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了適用范圍內(nèi)鋰二次電池的性能測試，標(biāo)識，標(biāo)記，尺寸和其他要求,是目前為數(shù)不多的針對鋰電池電芯產(chǎn)品電性能指標(biāo)參數(shù)（容量、循環(huán)、內(nèi)阻等）進(jìn)行規(guī)范的國際標(biāo)準(zhǔn)。它能很好地衡量二次鋰電芯電池產(chǎn)品在不同環(huán)境溫度下的放電容量指標(biāo)，同時能夠有效的評估其循環(huán)壽命和長期存儲后的容量保持及容量衰減。主要測試項目為電芯和電池組的容量測試、循環(huán)壽命測試等。
IEC 61959:2004，《含堿性或其它非酸性電解液的單體電池和電池組：便攜式密封鋰二次單體或電池組的機械試驗》。標(biāo)準(zhǔn)對適用范圍內(nèi)的鋰離子二次電芯和電池組進(jìn)行了振動和自由跌落測試，模擬了各種工況環(huán)境下，鋰離子電池受到外界沖擊的各種機械試驗。
IEC 62660:2022是該IEC標(biāo)準(zhǔn)的最新版，《電動道路車輛用二次鋰離子電池》是IEC體系中，首部針對動力鋰電池的安全標(biāo)準(zhǔn)，電動道路車輛的鋰離子電池適用于該IEC標(biāo)準(zhǔn)。其內(nèi)容包括性能測試，可靠性測試和濫用測試，和安全要求等。
IEC 60086-4:2019是歐盟推出的針對不可充電鋰電芯和電池安全標(biāo)準(zhǔn)。主要測試項目包括海拔模擬測試、溫度循環(huán)測試、振動測試、機械沖擊測試、外部短路測試、重錘沖擊測試、擠壓測試、強制放電測試、異常充電測試、自由跌落測試、熱濫用測試、非正確安裝測試、過放電測試等。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
IEC 62321:2021是IEC發(fā)布的電子電器中有害物質(zhì)的測試標(biāo)準(zhǔn)。ROHS指令是由歐盟立法制定的一項強制性標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)入，它的全稱是《關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令》主要用于規(guī)范電子電氣產(chǎn)品的材料及工藝標(biāo)準(zhǔn)，使之更加有利于人體健康及環(huán)境保護(hù)。電池產(chǎn)品進(jìn)入歐洲產(chǎn)品需要有ROHS認(rèn)證，其進(jìn)行ROHS認(rèn)證所用的標(biāo)準(zhǔn)，就是IEC 62321:2021。電池產(chǎn)品中某些物質(zhì)的測定，必須滿足標(biāo)準(zhǔn)的限值要求。
IEC62133標(biāo)準(zhǔn)介紹
IEC 62133:2017，此標(biāo)準(zhǔn)主要是針對含堿性或非酸性電解液的單體電池和電池組和便攜式密封單體電池及電池組的安全要求（含鋰電池、鎳氫電池、鎳鎘電池等類型）。IEC 62133:2017測試條款部分分成了兩大板塊：鎳電池體系和鋰電池體系，IEC 62133-1:2017為鎳電池體系，IEC 62133-2:2017為鋰電池體系。與國標(biāo)GB 31241-2022相對比，國標(biāo)GB 31241-2022只針對便攜式鋰離子電池和電池組提出了安全要求，并沒有針對鎳系電池的提出要求，GB 31241-2022更有針對性且要求更加廣泛且具體。另外一方面，IEC62133-2:2017與GB 31241-2022相對比，IEC62133-2:2017中沒有電池組保護(hù)電路及系統(tǒng)保護(hù)電路的測試條款?？傮w而言，GB 31241-2022與IEC62133-2:2017相比，測試要求更多，且更全面。國外企業(yè)如果獲得IEC62133-2:2017的證書，再進(jìn)行GB 31241-2022測試的時候，僅可以認(rèn)可IEC62133-2:2017中的部分測試結(jié)果，振動、沖擊和熱濫用等項目可以直接用IEC62133-2:2017的測試結(jié)果，但其它方面的測試結(jié)果，需要重新進(jìn)行。
根據(jù)新版IEC 62133:2017要求，鋰電池應(yīng)按照IEC 62281的要求通過相關(guān)測試，其測試項目和UN38.3測試項目是一樣的。UN38.3是聯(lián)合國航空協(xié)會針對鋰離子電池運輸過程中提出的運輸要求。因此，如果制造商可提供證明符合UN運輸要求的文件，運輸測試可不需測試，直接判定運輸測試合格。
IEC 62133:2017標(biāo)準(zhǔn)主要包含以下項目的測試：
電芯（cell）：持續(xù)低速率充電、振動、溫度循環(huán)、外部短路、內(nèi)部短路、自由跌落、沖擊（碰撞）、熱誤用（熱沖擊）、擠壓、低氣壓、過充電、強制放電、高倍率充電保護(hù)功能（鋰體系）、標(biāo)示及包裝、運輸測試、不正確安裝（鎳體系）。
電池（Battery）：振動、高溫下外殼應(yīng)力、溫度循環(huán)、外部短路、內(nèi)部短路、自由跌落、沖擊（碰撞）、標(biāo)示及包裝、運輸測試、過充電（鎳體系）。
在這些測試及驗證項目中，大部分均是常見的常規(guī)測試項目，但仍有部分項目值得留意及關(guān)注：
(1)擠壓：此項目測試對象是電芯，雖是常見常規(guī)項目，但由于其明確要求對于方形電芯需要擠壓長、短軸向，即電芯的長寬兩個平面。根據(jù)測試經(jīng)驗，聚合物軟包裝電芯在擠壓寬度軸時（側(cè)面），時有燃燒或爆炸等不合格現(xiàn)象出現(xiàn)。故對于聚合物軟包裝電芯而言，建議須對此項目重點關(guān)注。
(2)持續(xù)低速率充電。此項目測試對象是電芯。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定將已經(jīng)滿充電的電芯按照制造商規(guī)定的充電方式持續(xù)充電28天。此項目在其它安全標(biāo)準(zhǔn)中并不常見，鑒于電池制造商規(guī)定的充電方式基本都是恒流恒壓充電，這就要求制造商在規(guī)定及限制充電電流乃至滿充電時的截止電壓要全面考慮，必要時須在電芯的設(shè)計時考慮耐持續(xù)充電能力。IEC 62133:2017的高風(fēng)險項目：熱濫用測試、擠壓測試、55度短路測試、強制內(nèi)部短路測試等。
如果企業(yè)獲得IEC62133:2012的證書，想將證書轉(zhuǎn)換為IEC62133:2017版本，我們應(yīng)關(guān)注：
1、新版IEC62133:2017標(biāo)準(zhǔn)把鋰系電池和鎳系電池拆分成2個標(biāo)準(zhǔn)，即鎳系電池對應(yīng)的是IEC 62133-1:2017，鋰系電池對應(yīng)的是IEC 62133-2:2017；
2、將鋰系紐扣電池納入到了新版IEC 62133-2:2017標(biāo)準(zhǔn)中；
3、電池預(yù)處理：舊版：電芯及電池需要分別在高溫和低溫條件下進(jìn)行充電預(yù)處理：新版：只需電芯按制造商宣稱充電方法進(jìn)行充電預(yù)處理；
4、外部短路測試：舊版：電芯外部短路測試是在20±5°C環(huán)境下進(jìn)行，電池外部短路測試是在55±5°C環(huán)境下進(jìn)行；新版：電芯外部短路測試是在55±5°C環(huán)境下進(jìn)行，電池外部短路測試是在20±5°C環(huán)境下進(jìn)行；
5、熱沖擊測試：舊版：小電芯在130±2°C烤箱內(nèi)保持10分鐘，大電芯保持30分鐘；
新版：電芯在130±2°C烤箱保持30分鐘；
6、擠壓測試：舊版：測試壓力是13±1 KN,測試截止條件有：大壓力達(dá)到；電壓下降1/3；發(fā)生10%的形變；新版：測試壓力是13 KN ± 0.78 KN,測試截止條件有：大壓力達(dá)到；電壓下降1/3。
以上是IEC體系下，針對鋰離子電池和電池組的主要測試方法和測試標(biāo)準(zhǔn)。IEC體系下還有大量的測試方法和標(biāo)準(zhǔn)，由于受篇幅的限制，本文沒有涉及，本文僅是拋磚引玉，僅供相關(guān)人員參考。
