淺談鋰離子電池UN38.3的測試

洪淑虹

摘要：當今社會可充電式鋰電池的電子產品已經相當普及，所以對含鋰電池貨物的運輸需求日益增長。文章介紹了UN38.3的九大測試項目，旨在幫助客戶了解電池如何通過UN38.3的測試，以滿足客戶對含鋰電池貨物的運輸需求，確保航空運輸安全。

關鍵詞：鋰電池；航空運輸；過充電；強制放電；電子產品 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM911 文章編號：1009-2374（2016）19-0072-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.034

1 概述

當今社會手機、筆記本電腦、攝像機、遙控玩具等含有可充電式鋰電池的電子產品已經相當普及，所以對含鋰電池貨物的運輸需求日益增長。根據民航規章要求，航空公司要對鋰電池進行運輸文件審查，重點審核UN38.3安全檢測報告。如客戶不能提供此項報告，民航將禁止運輸。

2 UN38.3簡介

《聯合國危險物品運輸試驗和標準手冊》中的第3部分38.3條款，即為通常所說的UN38.3，這是聯合國針對危險品運輸專門制定的規章，要求鋰電池在運輸前必須通過高度模擬、高低溫循環、振動試驗、沖擊試驗、55℃環溫下短路試驗、撞擊試驗、過度充電和強制放電試驗。如果鋰電池沒有安裝在設備內部，而是單獨包裝，并且每個包裝件內有24個電池芯或12個電池以上，則包裝件必須通過1.2m自由跌落試驗。UN38.3適用于空運過程及日常使用存放等過程中。

3 UN38.3的測試

3.1 高度模擬測試

3.1.1 測試條件。為模擬在低壓（高海拔）條件下的運輸，所有被測樣品均需在環溫20±5℃，大氣壓力≤11.6kPa的負壓條件下，存放6h以上，可采用如下真空干燥箱進行：

3.1.2 評判依據。測試完畢要求電池無重量損失，無滲漏、排氣、解體、燃燒、爆炸、破損等現象，開路電壓不小于試驗前電壓的90%。

3.2 溫度測試

本試驗利用快速極端的溫度變化來評估被測樣品的密封完善性和內部電連接。把樣品置于高溫75±2℃和低溫-40±2℃條件下進行快速溫變沖擊，兩種極端溫度條件下的轉換時間≤30min，共沖擊10次，在此種極限溫度中存放時間≥6h，然后在室溫（20±5℃）條件下存放24h，試驗總時間至少一周。評判依據同3.1.2。本試驗設備可采用高低溫交變濕熱試驗箱。

3.3 振動測試

為模擬運輸過程中產生的振動，將被測樣品用繩子或膠帶緊固在振動臺平面上，采用正弦波形，設置頻率在7～200Hz之間擺動，對數掃頻時間為15min，在樣品安裝方位的三維方向上各進行12次振動，總時間為3h。測試完畢評判依據同3.1.2。本試驗設備如圖2所示：

3.4 沖擊測試

為模擬運輸過程中可能發生的撞擊，將被測樣品用堅硬支架緊固在試驗裝置上，支架支撐著試驗樣品的所有安裝面。采用半正弦波沖擊，設置最大加速度150gn，脈沖時間6ms，在安裝方位的三維方向上，正、反方向各沖擊三次，共經受18次沖擊。如果是大型電池或大型電池組，則采用最大加速度50gn，脈沖時間11ms的半正弦波沖擊。測試完畢評判依據同3.1.2。本試驗設備如圖3所示：

3.5 外短路測試

將接有熱電偶的被測樣品在充滿電的情況下置于電熱鼓風干燥箱中，紅線夾子接電池正極，黑線夾子接電池負極，夾子的引線拉至箱外，調節箱內溫度使樣品外表溫度穩定在55±2℃。測試夾子引線的電阻值，將總電阻值控制在0.1Ω以下，再將正負夾子引線連接在一起，使被測樣品短路。此時電池表面溫度會上升，一定時間之后溫度會回落，短路時間持續到電池溫度回到55±2℃后1h，并觀察6h。

測試完畢要求6h內，無解體、破損、燃燒等現象，且電池表面溫度應≤170℃。

3.6 撞擊測試

將接有熱電偶的待測樣品放在平坦表面上，直徑15.8mm的剛棒垂直橫放在電池中部，9.1kg的重錘從61±2.5cm高處自由落體，撞擊在剛棒上，實時監控電池表面溫度，并觀察6h。采用10個試樣，每一試樣只經受一次撞擊。

測試完畢要求6h內，無解體、燃燒等現象，且電池表面溫度應≤170℃。

3.7 過充電測試

為評估可再充電電池組承受過度充電狀況的能力，在電池性能檢測裝置上，設置充電電流為廠家規定的最大連續充電電流的兩倍，充電截止電壓分以下兩種情況：（1）若充電電壓≤18V，則設置充電截止電壓為最大充電電壓的2倍或22V兩者中的較小者；（2）若充電電壓>18V，則設置充電截止電壓為最大充電電壓的1.2倍。

注意正負極不能接反，并且應加上防爆網罩，對電池組過充24h，試驗后，7天內應無解體和燃燒現象。

3.8 強制放電測試

為評估電池承受強制放電的能力，將直流電源、滑線變阻器及電流表與電池串聯，搭建成放電回路。調節直流電源的輸出電壓為12V，調節滑線變阻器使放電電流達到廠商規定的最大放電電流，進入放電狀態。強制放電的時間應等于其標定電容量除以試驗電流。試驗后，7天內應無解體和燃燒等現象。

3.9 1.2m跌落試驗

如果鋰電池未安裝在設備里，且每個包裝內裝有超過24個電池芯或12個電池，則要求通過此項測試。在水泥地面上鋪一塊18～20mm厚的硬木板，在常溫20±5℃條件下，將包裝件從1.2m高度上自由跌落到木板上，從包裝件的上下、左右、前后六個方向上，每個方向跌落1次。要求電池無滲漏、解體、燃燒、爆炸、破損等

現象。

4 結語

UN38.3測試側重于運輸安全性能，對電池的生產工藝要求很高。試驗項目較多、耗時較長，只有經過這一系列嚴格測試，才能保證產品質量安全，將鋰電池在航空運輸過程中的危險降至最低。

參考文獻

[1]聯合國危險物品運輸試驗和標準手冊（UN38.3）[S].

[2]便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組：安全要求

（GB 31241-2014）[S].

（責任編輯：王 波）