UN38.3标准检测项目及程序
UN38.3标准包括以下8个检测项目:
T1低压,
T2温度循环,
T3振动,
T4冲击,
T5外部短路,
T6重物冲击(锂电芯),
T7 过充(锂电池或锂电池)
T8强制放电(锂电芯)。
对于锂电池或锂电池组,需要进行T1→T5、T6、T7共7项测试。但对于锂电池电芯,需要进行T1→T5、T6、T8测试。其中,T6、T7、T8测试需要使用单独的样本。而T1→T5测试依次测试同一个样本。
UN38.3 与****的比较:
与其他国际锂电池标准相比,UN38.3标准中规定的温度循环条件要求更高、时间更长。其他****检测项目一般采用单独样品进行检测。而UN3813标准中的T1→T5测试是依次测试同一样品。上一次考试可能会对下一次考试产生负面影响,导致无法通过考试。如果送检的锂电池进行了UN 38.3标准中的T1→T5测试,则有一项不合格。企业在工艺改进后需要重新测试UN3813标准,这将大大延长测试周期。
由表1可知,与****IEC62133相比,UN3813标准中温度循环项目的高低温暴露时间长达6小时,低温测试温度为-40±2℃ . 温度循环试验的温度循环较大,试验周期较长。更容易导致电芯内部材料分解产生气体。在生产过程出现问题的情况下,当温度冲击产生的气体达到一定压力时,气体很可能从电池外壳或内部密封的薄弱点处泄漏,造成漏气等不合格现象和液体泄漏。
UN38.3与IEC62133标准对比:
项目 | 标准 | 检测方法 | 验收标准 | 标准之间的差异 |
温度循环 | UN38.3标准 | 在75±2℃下至少存放6h,然后在试验温度-40±2℃下至少存放6h。两个极端测试温度之间的*大时间间隔为 30 分钟。这个过程必须重复 10 次。所有测试电池和电池组均在 20±5 ℃ 的环境温度下存放 24 小时。 | 不失重、不渗漏、不排气、不崩解、不裂解、不燃烧。并且试验后每个充满电的试验电池或电池组的开路电压不低于试验前电压的90%。 | UN38.3标准有较低的温度测试温度。并且高温和低温的暴露时间更长。 |
IEC62133标准 | 1.将单体电池或电池组在75℃±2℃的环境温度下放置4H | 不起火、不爆炸、不泄漏 | ||
2、在30min内将环境温度降至20℃±5℃,并至少保持2H | ||||
3、30min内将环境温度降至-20℃±2℃,并保持4H | ||||
4、在30min内将环境温度升高到20℃±5℃,并保持至少2h | ||||
5.重复上述步骤4个周期。 | ||||
6. 第 5 次循环后,在至少 24 小时的恢复期内存放和检查电池。 |
UN3813标准测试结果及原因分析:
第一个案例:
在UN3813标准中,温度循环项目中测试的锂电池是满电状态(****SOC)。因此,当受到长期的温度冲击时,电池内部可能会发生比较严重的副反应,产生大量的气体。如果电池的制造过程出现问题,当积累一定的气压时,气体和电解液可能会从外壳的缝隙或焊接焊料的地方泄漏出来。
制造过程中出现问题可能有以下几种情况:
1.电池壳与盖帽焊接不牢固,密封不严;
2.有漏焊、虚焊和裂纹,焊缝有裂纹、裂纹等;
3.钢珠密封时,钢珠尺寸不合适,钢珠材质与瓶盖材质不同;
4.帽正极铆接不严,有缝隙;
5.绝缘垫片弹性不合适,不耐腐蚀,容易老化。
UN38.3标准温度循环过程中出现的质量损失、泄漏、排气等问题,主要与制造工艺有关。对漏液电池进行解剖发现,电池在组装过程中受力不均,导致电池内部绝缘板变形,导致电池在绝缘板处漏液。
第二个案例:
此外,测试还发现,部分锂电池经过温度循环测试后,无质量损失、无漏液、无排气、无解体、无爆裂、无燃烧现象。但由于正负极活性物质在温度冲击过程中与电池内部电解液发生化学反应,产生一定量的气体,导致试验时出现鼓包现象。
而肿胀的锂电池在接下来的高加速长时间振动测试中更难通过振动测试。电池很可能会产生漏气、漏气,导致质量损失过大,*终无法通过振动测试。这就要求锂电池厂商在研发阶段,除了不断提升电性能外,还必须充分考虑温度冲击对锂电池材料的不利影响。
从锂电池材料开始,研究了每种化学材料在 75 ℃、-40 ℃ 温度循环以及 75 ℃ 和 -40 ℃ 之间的转变点规定的测试温度下的稳定性。找出哪些材料在测试温度下容易产生气体。通过大量实验改进这些材料的工艺,或者寻找其他替代材料,以寻求锂电池电性能和安全性能之间更好的平衡。
第三个案例:
在另一个案例中,在温度循环过程中膨胀的锂电池通过了随后的振动和冲击测试。然而,在温度循环过程中内部产生的大量气体对外壳周围的焊接部件产生不利影响。气体的压力冲击直接导致局部区域的焊接强度减弱。在冲击试验后的外部短路试验中,锂单体电池迅速升温,外壳内部不断产生大量气体。当壳体内部压力升高到一定值时,气体从焊接强度变弱的区域释放出来,导致壳体破裂。结果,无法通过外部短路测试。
标准 UN38.3中使用了以下试验箱:
1.伺服电脑电池压碎测试仪
2.振动测试系统
3.冲击测试系统
4.电池压钉贯入试验机
5.高空模拟试验箱
6.重物冲击试验机
7.温控电池短路试验箱
8.电池压碎试验箱
9.温度循环试验箱
商通检测提供电池的相关测试认证服务:
运输和电池运输的 UN 38.3 测试:
1.热测试
2.高空模拟
3.冲击试验
4.影响
5.耐振性
6.外部短路
7.过充
8.强制放电
根据 IEC 62133-1-2 安全要求对用于便携式应用的便携式密封二次电池(以及由其制成的电池)进行的测试IEC 60086 原电池测试
根据 IEC 62619 对工业用电池进行测试
UL 1642 锂电池测试
IEC 61960-3棱柱形和圆柱形锂二次电池和由其制成的电池的测试
根据客户具体要求进行测试
CB 认证(例如根据 IEC 62133)