锂离子电池 (LIB) 是复杂的电化学和机械系统,是数十个国际安全标准的主题。在此常见问题解答中,我们将讨论 LIB 安全的关键环境方面,回顾锂离子电池常见的安全标准,并考虑使用定制电池测试室来保障测试人员的安全。
许多LIB的安全问题是因为这些设备对电压和温度敏感。图1展示了 Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2 (NCM) 电池的行为。在此示例中,电池指定在 -30 至 55°C 的温度范围内运行。
在高于 55°C(至约 80°C)的温度下,电池表现出更好的倍率能力,这是由于更快的电化学反应和快速的离子迁移电解质和电极。在这种情况下,副反应变得严重,导致容量快速衰减。在高于80°C的温度下,电池开始受到损坏,任何高于130°C的温度都会导致电池的组成部分熔化并可能引发火灾。

工作电压和温度是影响锂电池安全性的两个因素
图 1:工作电压和温度是影响锂电池安全性的两个因素。此示例适用于NCM单元。
低温会导致电池性能不佳并可能造成损坏,但通常不会造成安全隐患。然而,过度充电(过高的电压)会导致阴极分解和电解液氧化,这是一个安全问题。过放电(电压过低)会导致阳极上的固体电解质界面 (SEI) 分解,并可能导致铜箔氧化,进一步损坏电池。
除了与电压和温度相关的操作和环境问题外,机械损坏还可能导致LIB出现安全问题。鉴于这些担忧,LIB的安全标准也同样广泛。
锂离子电池常见的五个安全标准是:
1、IEC62133
2、UN/DOT38.3
3、IEC62619
4、UL1642
5、UL2580
IEC62133是锂离子电池和电池的安全测试标准,是测试含有碱性或非酸性电解质的二次电池和电池的安全要求。它用于测试便携式电子产品和其他应用中使用的 LIB。IEC 62133 解决了可能威胁消费者和环境的化学和电气危害以及振动和冲击等机械问题。
UN/DOT38.3(也称为 T1-T8 测试和 UN ST/SG/AC.10/11/Rev. 5)涵盖所有 LIB、锂金属电池和电池的运输安全测试。测试标准包括八项测试 (T1 – T8),均侧重于特定的运输危险。UN/DOT 38.3 是一个自我认证标准,不需要独立的第三方测试,但使用第三方测试实验室是常见的,以减少发生事故时的诉 讼风险。
锂电池的几个公用包装及安全运输标准(表1),如:
1、UN3090锂金属电池,作为组件运输
2、UN3480,LIB,作为组件运输
3、UN3091,在设备中运输或与设备一起包装的锂金属电池
4、UN3481,LIB在设备中运输或与设备一起包装。