GCT-8鋼軌探傷儀電源安全標(biāo)準(zhǔn)及安全要求綜述

張敬銘

(柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545000)

由于鋰離子電池有一些安全問題的發(fā)生，致使人們愈加關(guān)注鋰電池安全性問題，對(duì)于出現(xiàn)的由于安全隱患的產(chǎn)品召回或者是鋰離子電池爆炸傷人的頻發(fā)等事件，使得很多國(guó)家都開始了對(duì)鋰電池新安全技術(shù)的研究，進(jìn)行更具適合性的檢測(cè)鋰離子手段的開展，而我國(guó)也在進(jìn)行鋰電池新強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的積極制訂當(dāng)中。

一、安全標(biāo)準(zhǔn)分析

當(dāng)前，有很多國(guó)家以及國(guó)家組織都有鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)與檢驗(yàn)要求的推出，下述對(duì)幾個(gè)應(yīng)用范圍比較廣的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析：

一是IEC 62133 1.0版便攜式和便攜式設(shè)備用密封堿性或其他非酸性電解質(zhì)二次芯和電池；

二是IEC 61960版1.0便攜式設(shè)備堿性或其他非酸性電解質(zhì)二次芯和電池-二次鋰離子芯和電池；

三是IEC 60950-1 版1.0信息技術(shù)設(shè)備安全；

四是IEC 600 86：4：2007一次電池-第四部分：鋰電池安全；

五是UL 1642 版4.0鋰電池；

六是UL 2054 版2.0家用和商用電池；

七是UN ST/SG/AC.10/11/Rev.4-2003危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸建議-試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)；

八是GB/T 18287—2000手機(jī)用鋰離子電池通用技術(shù)條件；

九是JIS C 8714：2007便攜式電子設(shè)備用鋰離子電池單電池或電池組安全試驗(yàn)；

十是IEEE便攜式計(jì)算用可充電電池標(biāo)準(zhǔn)；

十一是IEEE 1725—2006年移動(dòng)電話用可充電電池。

二、檢測(cè)方法分析

上述提到的十一種鋰電池的安全標(biāo)準(zhǔn)分別是基于非同一個(gè)角度對(duì)鋰電池安全性與電性能進(jìn)行考察，從大量研究和文獻(xiàn)中進(jìn)行總結(jié)和歸納，可以得出一般是從下述三個(gè)不同的角度來對(duì)鋰電池電性能與安全性能進(jìn)行考察：第一個(gè)角度是產(chǎn)品使用的安全性指標(biāo)；第二個(gè)角度是環(huán)境的適用性指標(biāo)；第三個(gè)角度是電性能指標(biāo)。不同的安全標(biāo)準(zhǔn)在檢測(cè)鋰電池方面也各有其側(cè)重點(diǎn)，比如：測(cè)試鋰電池的電性能是IEC 61960這一類安全標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)重點(diǎn)；環(huán)境適應(yīng)與產(chǎn)品使用這兩方面的安全性是IEC 62133 與日本JIS C 8714這一類鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)重點(diǎn)；部分安全檢測(cè)項(xiàng)目以及涵蓋到性能測(cè)試方面是GB/T 18287這一類鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)重點(diǎn)；對(duì)在故障、重壓以及燃燒等環(huán)境下使用電芯與電池的安全性在進(jìn)行全面的考察則是UL 1642 與UL 2054這一類鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)重點(diǎn)。

三、測(cè)試新方法分析

(一)上限與下限試驗(yàn)溫度方法

具體指的是使用最大充電電流與上限充電電壓的時(shí)候，電芯表面的最高與最低溫度值。一般是從鋰電池材料特性出發(fā)，來進(jìn)行上限與下限溫度的制定，基于IEC 62133 2.0版討論稿與JIS C 8714，特分別提出四十五攝氏度與十?dāng)z氏度的上限與下限溫度，制定的依據(jù)是當(dāng)前市面上普遍存在的鋰離子電池所具有的材料特性，并不具有極強(qiáng)的代表性，JIS C 8714則提出假如要想采用這一新的上限和下限試驗(yàn)溫度，就必須進(jìn)行一定的試驗(yàn)，并且做好依據(jù)材料的補(bǔ)充說明工作。其試驗(yàn)主要對(duì)下述內(nèi)容進(jìn)行考察：電解液和正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等材料特性，需對(duì)處于新上限試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)的已充電電池安全性進(jìn)行保證，并在新上限溫度上加上與JIS C 8714第5.1款充電條件相適用的溫度(五攝氏度)，并且與第5.1-5.5款試驗(yàn)要求相符合；需要在電解液鋰離子移動(dòng)度與負(fù)極材料鋰離子吸納性的基礎(chǔ)上，對(duì)處于新上限試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)的已充電電池安全性進(jìn)行保證，并在新上限溫度上加上與第5.1款充電條件相適用的溫度(零下五攝氏度)，并且與第5.1-5.5款試驗(yàn)要求相符合。IEC 62133 2.0版討論稿當(dāng)中的要求與之相類似。

(二)鈍刺試驗(yàn)方法

鈍刺試驗(yàn)項(xiàng)目是從IEC 62133 2.0版討論稿當(dāng)中所提出來的一個(gè)項(xiàng)目，其試驗(yàn)的主要內(nèi)容與強(qiáng)制內(nèi)部短路試驗(yàn)有相似之處，具體是應(yīng)用直徑為三點(diǎn)二毫米和硬度大于SKD-11級(jí)，并且用0.1mm/sec的位移速率對(duì)電池進(jìn)行擠壓，當(dāng)電壓降至一百毫伏的時(shí)候，就可以停止壓力的施加，當(dāng)冷卻樣品至零下十?dāng)z氏度到十?dāng)z氏度的時(shí)候，可以停止試驗(yàn)。另外，這一試驗(yàn)項(xiàng)目提出的另一根據(jù)就是電池內(nèi)部短路這一現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)理念與試驗(yàn)條件方面多類似于強(qiáng)制內(nèi)部短路試驗(yàn)，不需要對(duì)電池進(jìn)行拆卸是其優(yōu)點(diǎn)，因而不會(huì)對(duì)鋰電池原由化學(xué)環(huán)境造成破壞，因而具有更強(qiáng)的可操作性。但這一試驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)﹄姵貎?nèi)部短路這一現(xiàn)象進(jìn)行完全的模擬還處于研究當(dāng)中，當(dāng)前國(guó)際電工委員會(huì)依然對(duì)是否將鈍刺試驗(yàn)與強(qiáng)制內(nèi)部短路試驗(yàn)引入IEC 62133 2.0版的測(cè)試當(dāng)中進(jìn)行著激烈的討論。

四、結(jié)束語

本篇文章首先對(duì)鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分析，然后對(duì)鋰電池檢測(cè)方法進(jìn)行了分析，最后提出了上限與下限試驗(yàn)溫度方法和鈍刺試驗(yàn)方法這兩個(gè)檢測(cè)新方法，并進(jìn)行了相應(yīng)的分析，以期提供一些可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而使得鋰電池的安全性得到強(qiáng)有力的保障。