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IEC62133 認(rèn)證

2024-03-30
2743 作者:CST

IEC62133標(biāo)準(zhǔn)大體分為七個(gè)章節(jié):標(biāo)準(zhǔn)適用的范圍和名詞術(shù)語的定義;普通安全性的考慮;型式測試條件和樣板要求;測試要求和條件;安全信息;標(biāo)識(shí)要求;包裝要求。
1. 標(biāo)準(zhǔn)使用范圍及名詞術(shù)語的定義
IEC 62133規(guī)定了在預(yù)期用途或合理可預(yù)見的誤用情況下,含堿性或非酸性電解液的便攜密封的二次電芯或電池(不包括紐扣電池)的安全要求。我們常見用在便攜電子電氣產(chǎn)品的電池,如手機(jī)、MP3/MP4、照相機(jī)、筆記本電腦的可充電的鎳鎘、鎳氫、鋰離子和鋰聚合物電池,都在此標(biāo)準(zhǔn)的范圍。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)一些關(guān)鍵重要的名詞術(shù)語作了簡潔明確的定義,例如預(yù)期使用(intended use),合理可預(yù)見的誤用(reasonably foreseeable misuse),二次電芯(secondary cell),二次電池(secondary battery)等等。最后為了保證測試數(shù)據(jù)的可重現(xiàn)性和一致性,此標(biāo)準(zhǔn)中也規(guī)定了參數(shù)測量容差,控制或測量值的總精度涉及到規(guī)定或?qū)嶋H的參數(shù)應(yīng)當(dāng)在以下容差范圍內(nèi):電壓為±1%;電流為±1%;溫度為±2 °C;時(shí)間為±0,1 %;尺寸為±1 %;容量為±1 %。這些容差包括測試儀器、測量技術(shù)和測試程序中其他誤差的組合精度。
2. 普通安全性的考慮
本標(biāo)準(zhǔn)的第二章節(jié)對(duì)電芯和電池的普通安全性的考慮作出了詳細(xì)的解釋,并考慮到在預(yù)期使用和合理可預(yù)見的誤用兩種應(yīng)用條件下電芯和電池應(yīng)當(dāng)都是安全的。即電芯或電池在誤用時(shí)可能功能失敗,但不應(yīng)當(dāng)有明顯的危害;而電芯或電池在預(yù)期使用時(shí)不僅應(yīng)當(dāng)是安全的,而且能夠繼續(xù)各方面的功能。本標(biāo)準(zhǔn)中考慮的潛在危險(xiǎn)因素主要包括:起火、爆炸、電芯電解液泄漏、泄氣、外部溫度過高引起的燃燒、暴露內(nèi)部元件的電池外殼的破裂。

3. 型式測試
第三章規(guī)定了型式測試的條件和樣品數(shù)量要求。每個(gè)測試都是用三個(gè)或五個(gè)一組電芯或電池來進(jìn)行測試,而且每個(gè)測試都需用新的樣品。為了保證測試的一致性,測試用的電芯和電池樣品制造時(shí)間不超過三個(gè)月。除非另行規(guī)定,測試在20±5°C的環(huán)境溫度中進(jìn)行。
4. 測試要求和條件
標(biāo)準(zhǔn)的第四章作為核心的測試章節(jié),共列出了十四項(xiàng)測試,預(yù)期使用條件下的測試為4項(xiàng),合理可預(yù)見的誤用條件下的測試為11項(xiàng)。其中針對(duì)鎳系和鋰系電芯/電池各為12項(xiàng),預(yù)期使用條件的測試4項(xiàng),合理可預(yù)見的誤用條件下測試各9項(xiàng)。依據(jù)4.1章節(jié)規(guī)定的樣品預(yù)處理為充電以前,電池在20±5°C、0.2 It的恒流放電到規(guī)定終止電壓,然后在20±5°C用制造商聲稱的充電方法進(jìn)行充電(除非標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定)。
現(xiàn)在就電池制造商和電池買家關(guān)心的或其他測試標(biāo)準(zhǔn)里極少提及的幾項(xiàng)測試作一個(gè)詳細(xì)的分析和解釋:
4.2.1章節(jié)的“連續(xù)低倍率充電”是模擬電池在正常使用過程中長期放置于充電器里未取的情況而設(shè)計(jì)的一個(gè)測試。此測試要求充滿電的電芯以制造商規(guī)定的電流連續(xù)充電28天。鎳系電芯判定標(biāo)準(zhǔn)為不起火、不爆炸;而鋰系電芯判定標(biāo)準(zhǔn)為不起火、不爆炸、不泄漏,比鎳系電芯多了一個(gè)“不泄漏”要求。這個(gè)測試是最早在IEC 62133中提出的,北美標(biāo)準(zhǔn)UL 1642里沒有此測試要求,修改采用了IEC 62133的日本標(biāo)準(zhǔn)JIS C 8712:2006《含堿性或其他非酸性的電芯和電池 便攜裝置用密封電芯和電池的安全要求》中保留了此項(xiàng)測試。
4.3.2章節(jié)的“外部短路測試”,要求將兩組充滿電的電芯或電池分別擱置在20±5°C和55±5°C的環(huán)境溫度中,用外部總阻值不高于100 mΩ的電阻將每只電芯或電池短路。滿足下列任意條件時(shí)即可停止試驗(yàn):電芯或電池短路持續(xù)24 h;外殼的溫度下降了最高溫升的20%(以兩者間達(dá)到較快的一個(gè)為準(zhǔn))。判定的標(biāo)準(zhǔn)是不起火、不爆炸。實(shí)際操作時(shí),大多數(shù)電芯當(dāng)內(nèi)部溫度過高時(shí),隔膜迅速切斷電路,外殼的溫度也就很快下降到最高溫升的20%,此時(shí)試驗(yàn)就可以結(jié)束了。但對(duì)于有保護(hù)器件,而且該器件很快作用的電池而言,電池外殼的溫度在還沒有上升很高就被截止,故大多數(shù)情況下需要持續(xù)短路24 h才能結(jié)束測試。此項(xiàng)測試在UL 1642和JIS C 8714里都有,測試條件也基本相同。

4.3.2章節(jié)的“熱濫用測試”要求將充滿電的電芯在室溫下穩(wěn)定后放入一個(gè)自然或循環(huán)空氣對(duì)流的恒溫箱中。恒溫箱以5±2°C /min的速率升溫至130±2°C。保持此溫度,10 min后停止試驗(yàn),判定標(biāo)準(zhǔn)為不起火、不爆炸。這個(gè)測試章節(jié)考量了在極度高溫時(shí),電芯會(huì)不會(huì)由于隔膜收縮導(dǎo)致內(nèi)部短路,從而由于內(nèi)部溫度過高,導(dǎo)致著火或爆炸。此項(xiàng)測試是在UL 1642和JIS C 8714里都有的測試,測試條件也大致相同。
4.3.6章節(jié)的“擠壓測試”是模擬電芯在經(jīng)受劇烈擠壓(例如在廢棄物擠壓器中進(jìn)行處理)的情況。此測試要求充滿電的電芯在兩個(gè)平面間經(jīng)受擠壓,由液壓油缸施加一個(gè)13±1 kN的擠壓力。擠壓以導(dǎo)致不利結(jié)果的方式進(jìn)行,一旦擠壓力達(dá)到最大或電芯電壓降到了初始電壓的三分之一,則釋放壓力。圓柱形和方形電芯在試驗(yàn)時(shí),應(yīng)使其縱向與擠壓平面平行,方形電芯寬窄兩個(gè)面均應(yīng)經(jīng)受擠壓,第二組電芯應(yīng)繞上述試驗(yàn)中的長軸旋轉(zhuǎn)90°進(jìn)行擠壓試驗(yàn)。判定標(biāo)準(zhǔn)為不起火、不爆炸。在這個(gè)測試中,電芯不合格的大部分情況是由于擠壓過程中的內(nèi)部短路導(dǎo)致內(nèi)部溫度過高,從而起火。此項(xiàng)測試是UL 1642和JIS C 8714里都有的測試,測試條件也基本相同。
4.3.9章節(jié)的“電芯過充電測試”要求電芯按IEC 61960《含堿性或非酸性電解液的二次電芯和電池——便攜式二次鋰電芯和電池》以0.2 It的倍率進(jìn)行放電到截止電壓,然后用一個(gè)不小于10 V的電源,以制造商推薦的充電電流Irec充電2.5 C5/Irech小時(shí)。判定標(biāo)準(zhǔn)是不起火、不爆炸。這意味對(duì)于一個(gè)沒有充電電壓限制的電芯進(jìn)行過充電。由于鋰電芯基本上都沒有任何保護(hù)元件,必須依靠本身的設(shè)計(jì)(如耐燃的材料,良好的泄氣設(shè)計(jì))來對(duì)抗過電壓充電,是一個(gè)相當(dāng)嚴(yán)酷的測試,也是目前整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中不合格率最高的測試。這個(gè)測試在IEC 62133和JIS C 8712均有要求,而UL 1642里沒有此測試要求。

5. 安全信息、標(biāo)識(shí)和包裝要求
標(biāo)準(zhǔn)第五章提出了產(chǎn)品的信息安全要求,要求二次電芯或電池的制造商應(yīng)確保向設(shè)備制造商以及電池的最終用戶提供相關(guān)安全信息以降低電池在正常使用或特殊誤用時(shí)可能導(dǎo)致的傷害。設(shè)備制造商有責(zé)任為使用含二次電芯或電池的設(shè)備最終用戶提供設(shè)備使用時(shí)的潛在危險(xiǎn)的安全信息。
由于安全指引的信息附著在電芯或電池的規(guī)格書或說明書里,并不可能被設(shè)備制造商或最終用戶隨時(shí)或第一時(shí)間查閱到,所以標(biāo)準(zhǔn)第六章規(guī)定重要的參數(shù)和警告語應(yīng)標(biāo)識(shí)在產(chǎn)品上。電芯的標(biāo)識(shí)根據(jù)不同的電芯類別參考標(biāo)準(zhǔn)IEC 60285《堿性二次電芯和電池——密封鎳鎘圓柱形可充電單體電芯》,IEC 61436《堿性二次電芯和電池——密封鎳鎘柱形可充電的單個(gè)電芯》,IEC 61440《含堿性或非酸性電解液的二次電芯和電池——密封鎳鎘小型方形可充電單個(gè)電芯》,IEC 61951-1《含堿性或其它非酸性電解質(zhì)的蓄電池和蓄電池組——便攜式密封可充電電芯——第一部分:鎳鎘電池》, IEC 61951-2《含堿性或其它非酸性電解質(zhì)的蓄電池和蓄電池組——便攜式密封可再充電電芯——第二部分:鎳金屬氫化物電池》或IEC 61960《含堿性或非酸性電解液的二次電芯和電池——便攜式二次鋰電芯和電池》,如果制造商和用戶之間達(dá)成協(xié)議,用于電池組裝的電芯可以不標(biāo)識(shí)。對(duì)于電池的標(biāo)識(shí)參考組裝電池電芯的標(biāo)識(shí)方法,還應(yīng)當(dāng)加上適當(dāng)?shù)木嬲Z句。此外,電池上還應(yīng)標(biāo)記或提供電池處理和推薦的充電說明的有關(guān)信息。
IEC 62133與CB體系
從目前情況來看,IEC 62133 CB認(rèn)證倍受電池制造商、電池買家和消費(fèi)者的青睞,在此也對(duì)CB體系做一些介紹。CB體系是國際電工委員會(huì)(IECEE)的54個(gè)成員國互認(rèn)測試結(jié)果及證書的全球互認(rèn)體系。其通過推動(dòng)各個(gè)成員國國家標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)以及產(chǎn)品認(rèn)證機(jī)構(gòu)的合作,而使制造商更接近于理想的“一次測試,多處適用”的目標(biāo)。具體而言,各成員國的國家認(rèn)證機(jī)構(gòu)(NCB)之間形成多邊協(xié)議,制造商獲得一個(gè)NCB頒發(fā)的CB測試證書后,可以較方便地轉(zhuǎn)換成其它成員國的認(rèn)證證書,由此可在免除或減少再送樣測試的情況下取得進(jìn)入相關(guān)國家市場的準(zhǔn)入證,節(jié)省了時(shí)間和費(fèi)用。


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