歐盟電池新法規(guī)TBT通報(bào)的解析

王彩娟,朱相歡,宋 楊,田宏錦

（1.中華人民共和國(guó)吳江海關(guān),江蘇 蘇州 215200; 2.蘇州市吳江區(qū)檢驗(yàn)檢測(cè)中心,江蘇 蘇州 215200）

《技術(shù)性貿(mào)易壁壘（TBT）協(xié)議》是世界貿(mào)易組織（WTO）管轄的一項(xiàng)多邊貿(mào)易協(xié)議。TBT通報(bào)制度是WTO多邊貿(mào)易體系的重要組成部分,在保證國(guó)際貿(mào)易順利發(fā)展的同時(shí),也可能成為影響各國(guó)產(chǎn)品出口的技術(shù)貿(mào)易壁壘。

歐盟現(xiàn)行的電池指令（2006/66/EC）發(fā)布于2006年,主要對(duì)投放歐盟市場(chǎng)的電池含有害物質(zhì)（汞、鎘和鉛）的限值及外觀標(biāo)識(shí)設(shè)定了限制,但對(duì)電池生產(chǎn)、使用和回收階段的其他性能指標(biāo)均未做出規(guī)定。2021年1月26日,歐盟發(fā)布關(guān)于“歐洲議會(huì)和理事會(huì)關(guān)于電池和廢電池的法規(guī)提案,及撤銷指令2006/66/EC和修訂法規(guī)（EU）No 2019/1020（COM（2020）798）”（G/TBT/N/EU/775）的 TBT通報(bào)[1]。 通報(bào)提示,該法規(guī)預(yù)計(jì)將在2021年或2022年由歐洲議會(huì)和理事會(huì)通過,擬生效日期為歐盟官方公報(bào)公布后20天。

相關(guān)企業(yè)應(yīng)及時(shí)了解并盡快接軌歐盟新電池法規(guī)的要求,確保出口歐盟的電池從原材料到標(biāo)識(shí)標(biāo)簽均符合規(guī)定。本文作者解讀歐盟新電池法規(guī)的細(xì)則,助力相關(guān)電池企業(yè)持續(xù)加強(qiáng)技術(shù)革新,完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)和性能評(píng)估,優(yōu)化電池全生命周期內(nèi)的使用、安全和環(huán)保性能指標(biāo),建立規(guī)范化回收體系,制定中長(zhǎng)期應(yīng)對(duì)方案,以確保產(chǎn)品持續(xù)符合準(zhǔn)入要求。

1 概述

法規(guī)草案涉及對(duì)在歐盟市場(chǎng)投放的電池的可持續(xù)性、安全性、標(biāo)簽和信息要求,以及對(duì)運(yùn)營(yíng)商的盡職調(diào)查要求和廢電池報(bào)廢處理要求[1]。

產(chǎn)品要求具體有:①對(duì)有害物質(zhì)（所有電池）的限制、報(bào)告、標(biāo)簽和相關(guān)的立法,規(guī)定全生命周期的最大碳足跡水平（電動(dòng)汽車和工業(yè)電池）,回收鈷、鉛、鋰和鎳的最低水平（汽車、電動(dòng)汽車和工業(yè)電池）、性能和耐用性（便攜式、電動(dòng)汽車和工業(yè)電池）、可拆卸性和可更換性（便攜式電池）、安全性（固定式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)）、標(biāo)簽（所有電池）、健康狀況和預(yù)期壽命信息（電動(dòng)汽車和工業(yè)電池）以及電池通行證（電動(dòng)汽車和工業(yè)電池）。②要求將電動(dòng)汽車和工業(yè)電池投放到歐盟市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)商制定供應(yīng)鏈盡職調(diào)查政策,涉及鈷、天然石墨、鋰和鎳的采購(gòu),以及制造這些活性材料所需的化合物[1]。

電池報(bào)廢管理要求包括:生產(chǎn)者登記,擴(kuò)大生產(chǎn)者責(zé)任,收集廢電池,有關(guān)處理、回收、再利用和再制造的要求,提供報(bào)廢信息,以及向主管部門報(bào)告[1]。

2 具體要求

2.1 有害物質(zhì)限制

與歐盟現(xiàn)行電池指令（2006/66/EC）相比,新法規(guī)草案維持了對(duì)汞和鎘的限值要求,但更新了限制和豁免條件,具體見表1。此外,新法規(guī)草案還要求在發(fā)現(xiàn)電池中使用或存在物質(zhì)對(duì)人體或環(huán)境有害時(shí),通過授權(quán)法案新增限制物質(zhì)。

表1 新電池法規(guī)中的電池有害物質(zhì)限值Table 1 Restrictions on hazardous substances of batteries in new battery regulation

2.2 碳足跡

法規(guī)草案提出“生命周期碳足跡”的定義,規(guī)定生命周期碳足跡計(jì)算應(yīng)基于特定工廠生產(chǎn)特定型號(hào)電池所用的材料清單、能源和輔助材料。特別是必須準(zhǔn)確識(shí)別電子元件（如電池管理單元、安全單元）和正極材料,因?yàn)樗鼈兛赡艹蔀殡姵靥甲阚E的主要貢獻(xiàn)者。

法規(guī)草案將生命周期分為4個(gè)階段（見表2）,同時(shí)明確以下3個(gè)階段不計(jì)入生命周期:①電池組裝和回收設(shè)備的制造。因?yàn)樵诋a(chǎn)品環(huán)境足跡類別規(guī)則中,對(duì)于移動(dòng)應(yīng)用的高比能可充電電池的影響可忽略不計(jì)。②用原始制造設(shè)備系統(tǒng)（OEM）完成的電池組裝過程。主要對(duì)應(yīng)機(jī)械裝配,包含在OEM設(shè)備或車輛裝配線內(nèi)。與OEM組件的制造過程相比,此過程的特定能量或材料消耗可以忽略不計(jì)。③因不受制造商的直接影響,使用階段不計(jì)入,除非證明電池制造商在設(shè)計(jì)階段所做的選擇對(duì)使用階段的影響不可忽略。

表2 新電池法規(guī)中的電池生命周期Table 2 Life cycle of batteries in new battery regulation

法規(guī)草案規(guī)定了碳足跡性能等級(jí):歐盟將根據(jù)內(nèi)部市場(chǎng)電池碳足跡聲明值的分布,確定一定的性能等級(jí),實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)差異化,其中A類是碳足跡壽命周期影響最低的等級(jí)。每類性能的閾值及寬度由前3年投放市場(chǎng)的電池性能、預(yù)期技術(shù)改進(jìn)和其他待確定因素而定。歐盟委員會(huì)將每3年審查一次績(jī)效等級(jí)的數(shù)量及界限,以代表現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)及預(yù)期發(fā)展。

2.3 便攜式電池的電化學(xué)性能和耐久性

該法規(guī)草案規(guī)定了一般用途便攜式電池的電化學(xué)性能和耐久性參數(shù)。

①電池容量:在特定條件下可提供的電量;②最小平均持續(xù)時(shí)間:在特定應(yīng)用中使用,取決于電池的類型;③貨架期（延遲放電性能）:在規(guī)定的時(shí)間和特定條件下,最小平均持續(xù)時(shí)間的相對(duì)減少值;④循環(huán)使用壽命（用于充電電池）:指電池在預(yù)先設(shè)定的循環(huán)次數(shù)后的容量;⑤抗?jié)B漏性:即抗電解質(zhì)、氣體或其他物質(zhì)的非計(jì)劃性泄漏（差、好或優(yōu)）。

2.4 可充電工業(yè)電池和電動(dòng)汽車電池的電化學(xué)性能和耐久性

規(guī)定了可充電工業(yè)電池和電動(dòng)汽車電池的電化學(xué)性能和耐久性要求,包括:額定容量（Ah）及容量衰減（%）、功率（W）及功率衰減（%）、內(nèi)阻（Ω）及內(nèi)阻增加（%）、能量往返效率及衰減（%）和它們?cè)谠O(shè)計(jì)條件下的預(yù)期壽命的指示。

2.5 安全測(cè)試要求

法規(guī)草案規(guī)定了9個(gè)安全項(xiàng)目的測(cè)試目的,這些測(cè)試項(xiàng)目在歐盟常用的國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）標(biāo)準(zhǔn)中已有相關(guān)設(shè)置,但仍需關(guān)注具體用電產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的IEC標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.5.1 熱沖擊和熱循環(huán)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)

用于評(píng)估電池組件在極端溫度和溫度突變下導(dǎo)致的電池完整性變化,以及變化的潛在后果。在熱沖擊期間,電池應(yīng)暴露在兩個(gè)極限溫度下,并在每個(gè)溫度下保持一段時(shí)間。

2.5.2 外部短路保護(hù)

用于評(píng)估外部短路時(shí)電池的安全性能。該測(cè)試可以評(píng)估過電流保護(hù)裝置的激活程度或電池在不觸及危險(xiǎn)（如熱失控、爆炸、火災(zāi)）情況下的電流承受能力。主要危險(xiǎn)因素是電芯階段的發(fā)熱和電弧,電弧可能損壞電路或?qū)е赂綦x電阻降低。

2.5.3 過充電保護(hù)

2.5.4 過放電保護(hù)

用于評(píng)估電池在過放電時(shí)的安全性能。過放電的安全風(fēng)險(xiǎn)包括極性反轉(zhuǎn)導(dǎo)致的負(fù)極集流體（銅）氧化和正極側(cè)電鍍。即使是輕微的過放電,也可能會(huì)形成鋰枝晶,最終導(dǎo)致電池短路。

2.5.5 溫度過高保護(hù)

用于評(píng)估溫度控制失靈或其他保護(hù)裝置失靈對(duì)操作過程中內(nèi)部過熱的影響。

2.5.6 熱擴(kuò)散

用于評(píng)估電池在熱擴(kuò)散情況下的安全性能。整個(gè)電池由許多單體電池組成,一只電池中的熱失控可引起整個(gè)電池的級(jí)聯(lián)反應(yīng),會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果,包括大量的氣體釋放。測(cè)試應(yīng)優(yōu)先采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和聯(lián)合國(guó)技術(shù)法規(guī)（UN GTR）正在制定的運(yùn)輸應(yīng)用試驗(yàn)。

2.5.7 外力造成的機(jī)械損傷（跌落和沖擊）

用于模擬電池在意外掉落或受重負(fù)荷撞擊的一種或多種情況后,是否仍能為設(shè)計(jì)用途而工作。模擬這些情況的標(biāo)準(zhǔn)可反映現(xiàn)實(shí)生活中的用途。

綜上所述，改良經(jīng)括約肌間瘺管結(jié)扎術(shù)治療復(fù)雜性肛瘺的療效及安全性優(yōu)于傳統(tǒng)切開掛線術(shù)治療，具有疼痛輕微、并發(fā)癥少、恢復(fù)快、復(fù)發(fā)率低等優(yōu)勢(shì)。

2.5.8 內(nèi)部短路

用于評(píng)估電池在內(nèi)部短路時(shí)的安全性能。內(nèi)部短路是電池制造商主要關(guān)注的問題之一,因?yàn)榭赡軐?dǎo)致電池泄氣、熱失控甚至引燃電池中逸出的氣體。內(nèi)部短路的產(chǎn)生或制造缺陷引起電池中雜質(zhì)或鋰枝晶的生長(zhǎng),是大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)安全事故的起因。可能會(huì)出現(xiàn)多重內(nèi)部短路（如正/負(fù)極、鋁/銅集流體、鋁集流體/負(fù)極）,且各情況的接觸電阻都不同。

2.5.9 熱濫用

在測(cè)試過程中,電池必須暴露在高溫下（IEC 62619:2017《蓄電池和含堿或其他非酸性電解質(zhì)蓄電池組工業(yè)應(yīng)用中使用二次鋰電池和蓄電池組的安全要求》[2],即85℃）,這樣會(huì)引發(fā)放熱分解反應(yīng),導(dǎo)致電池?zé)崾Э亍?/p>

法規(guī)草案同時(shí)指出,對(duì)于上述9個(gè)測(cè)試要求,還應(yīng)適當(dāng)考慮非水電解質(zhì)排放有毒氣體的風(fēng)險(xiǎn)。

2.6 標(biāo)簽要求

法規(guī)草案規(guī)定,電池標(biāo)簽應(yīng)包含:制造商名稱、注冊(cè)商標(biāo)或商標(biāo);電池類型、批次、序列號(hào)或其他允許明確標(biāo)識(shí)的元件;電池型號(hào)標(biāo)識(shí);制造日期;上市日期;化學(xué)體系;電池中含有除汞、鎘或鉛以外的有害物質(zhì);電池中包含的關(guān)鍵原材料;還應(yīng)有電池單獨(dú)收集符號(hào)和可讀取識(shí)別的二維碼。

2.7 CE標(biāo)志和歐盟符合性聲明

法規(guī)草案規(guī)定,制造商應(yīng)在滿足法規(guī)適用要求的每個(gè)電池或相應(yīng)包裝上貼上歐盟安全認(rèn)證（CE）標(biāo)志,并由歐盟的公告機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)貼上后者的識(shí)別號(hào)。制造商還應(yīng)根據(jù)法規(guī)附帶的Article 18,為每種電池型號(hào)起草一份歐盟符合性聲明,并在隸屬相應(yīng)型號(hào)的最后一種電池投放市場(chǎng)后,與技術(shù)文件一起保存10年,供當(dāng)局使用。如有要求,應(yīng)向成員國(guó)有關(guān)當(dāng)局提供歐盟符合性聲明的副本。

2.8 處理和再循環(huán)要求

法規(guī)草案的電池處理要求包含:①至少應(yīng)包括去除所有液體和酸;②應(yīng)在表面不透水且有適當(dāng)防風(fēng)雨覆蓋物的現(xiàn)場(chǎng)或在適當(dāng)?shù)娜萜髦刑幚砗蛢?chǔ)存（包括臨時(shí)儲(chǔ)存）;③儲(chǔ)存廢電池的場(chǎng)所應(yīng)確保廢電池不會(huì)與導(dǎo)電或可燃材料產(chǎn)生的廢物混合;④處理廢棄鋰基電池時(shí),應(yīng)采取特殊的預(yù)防和安全措施,防止在搬運(yùn)、分類和儲(chǔ)存過程中暴露于過熱、水、任何壓碎或物理?yè)p壞環(huán)境中。

該法規(guī)草案還明確了分時(shí)間階段不同的回收效率和回收材料的水平要求,如表3所示。

表3 新電池法規(guī)中的電池回收要求Table 3 Recovery requirements of batteries in new battery regulation

3 結(jié)論

歐盟新法規(guī)草案提出了對(duì)投放歐盟市場(chǎng)的電池的可持續(xù)性、安全性、標(biāo)簽、信息、對(duì)運(yùn)營(yíng)商的盡職調(diào)查和廢電池報(bào)廢處理等要求,共有14個(gè)附件。

本文作者對(duì)其中與電池企業(yè)生產(chǎn)、銷售和回收環(huán)境相關(guān)的要素進(jìn)行了解讀。相關(guān)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注有害物質(zhì)限值、碳足跡計(jì)算和回收率的要求,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就從原材料著手,對(duì)接新法規(guī),確保在新法規(guī)生效前出口的電池都能符合相關(guān)要求。