GB 43854—2024《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術規范》解讀及分析

摘要：GB 43854—2024《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術規范》的出臺，有利于推動電動自行車行業健康有序發展。本文闡述了該標準制定的背景及意義，詳細分析了單體電池、電池組的安全要求和試驗目的，總結該標準提出的一些創新性要求，同時也分析了該標準的實施對行業發展和環境保護帶來的影響。

關鍵詞：電動自行車；鋰離子蓄電池；安全；標準；解讀

中圖分類號：TM912文獻標志碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1674-4977.2025.01.012

基金項目：廣東省科學院支撐產業集群高質量發展基礎能力提升（先進制造方向）項目（2023GDASZH-2023030601-01）。

0引言

隨著城市化進程的不斷加速以及人們對便捷出行需求的日益增長，電動自行車已成為消費者生活中不可或缺的交通工具。鋰離子蓄電池是電動自行車的核心部件之一，其性能和安全性直接關系到使用者的生命財產安全，以及電動自行車行業的健康發展[1]。為了進一步提升電動自行車鋰離子蓄電池的質量安全水平，國家標準委發布了GB 43854—2024《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術規范》，并于2024年11月1日正式實施。本文將探討該標準實施的重要意義、主要內容以及對電動自行車行業及環境的影響。

1GB 43854—2024制定的背景與意義

近年來，我國電動自行車產銷量增長迅猛。在電動自行車所使用的蓄電池中，鋰離子蓄電池因其能量密度高、重量輕、壽命長等優點，逐漸成為市場的主流選擇[2]。然而，隨著鋰離子蓄電池在電動自行車領域的廣泛應用，一些安全問題也逐漸暴露出來，如電池起火、爆炸等事故時有發生，給消費者的生命財產安全帶來了嚴重威脅。因此，制定一套科學、嚴謹的電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術規范迫在眉睫，于是GB 43854—2024標準應運而生。

首先，該標準的出臺有助于保障消費者的人身健康與生命財產安全。GB 43854—2024對電動自行車用鋰離子蓄電池的安全性能提出了明確的要求和嚴格的測試標準，能夠有效地篩選出安全性能不達標的產品，降低電池在使用過程中發生安全事故的風險，為消費者提供更加可靠的出行保障。其次，該標準的出臺有助于規范電動自行車行業的發展，將促使電動自行車及鋰離子蓄電池生產企業加強產品質量管理，提高產品的安全性，推動行業的健康有序發展。同時，也有助于淘汰一些不具備生產資質和技術能力的企業，優化行業結構。最后，該標準的出臺有助于提升我國電動自行車產業的國際競爭力。隨著全球對電動自行車的需求不斷增加，我國電動自行車產業面臨著廣闊的國際市場。GB 43854—2024的實施將提高我國電動自行車用鋰離子蓄電池的安全性能和質量水平，增強我國電動自行車產品在國際市場上的競爭力。

2標準主要內容解析

2.1適用范圍

GB 43854—2024明確指出，其僅適用于符合GB 17761—2018《電動自行車安全技術規范》中規定的電動自行車用鋰離子蓄電池單體電池和電池組，并規定了上述產品對象的電氣安全、機械安全和環境安全等要求及試驗方法。此標準不適用電動滑板車、電動平衡車、電動摩托車等使用的鋰離子蓄電池。

2.2單體電池的安全要求

在單體電池方面，標準主要規定了6項安全要求。1）標志。單體電池應標明生產廠、型號、額定容量、標稱電壓、充電限制電壓、生產日期、極性等信息，以便消費者了解電池的基本情況和使用時的注意事項，同時也便于后期溯源。2）過充電。要求過充至1.5倍單體電池充電限制電壓或充電總時間達到一個半小時，單體電池不起火、不爆炸。本項目旨在考察充滿電的電池在長時間過充情況下的安全可靠性，主要模擬實際使用中在安全保護電路失效的情況下電池發生過充電的情況。過充電可能導致內部隔膜損壞及電解液分解，會產生大量氣體及熱量，可能出現熱失控現象，有起火、爆炸的風險。3）過放電。在一定的過放電條件下，單體電池應能保持安全狀態，應不發生起火、爆炸等危險情況。本項目旨在考察當電池電壓低于放電截止電壓后持續放電的安全性。過度放電不僅會加速電池老化，也會在其內部產生多余的氣體和熱量，造成電池膨脹或漏液，甚至起火爆炸。4）外部短路。單體電池在外部短路的情況下，應能保持良好的穩定性，避免電池過熱引發安全事故。由于操作不當或其他原因導致外部短路發生時，大電流會在電池內部短時間內積累大量的熱，從而引發熱失控。5）熱濫用。此項目旨在評估電池在高溫環境下的安全性。當電池的外部環境溫度升高時，電池內部溫度也不斷升高，升高到一定程度時可能導致熱失控等危險情況發生。6）針刺。針刺試驗是為了模擬電池使用或處理過程中發生的內部短路，考察電池發生內部短路時的安全性。單體電池在被針刺后應不起火、不爆炸。

2.3電池組的安全要求

在電池組方面，標準規定了7項電氣安全項目、5項機械安全項目、6項環境安全項目以及熱擴散、互認協同充電、數據采集、標志等共22個項目。

1）電氣安全

靜電放電。電池組在遭受外部靜電干擾影響的情況下，電池組應能維持安全保護功能的正常。因此，在對電池組放電測試后，應按規定驗證過充電保護、短路保護功能。

過充電。電池組應具備過充電保護功能，當充電電壓超過安全閾值時，能夠自動切斷充電電路，防止電池過充電。該項目主要模擬在實際使用中，外部充電安全電路失效（如充電器濫用或充電器失效等）導致電池組發生嚴重過充電情況。

過放電。在電池放電至設定的最低電壓時，電池組應能自動切斷放電電路，避免過放電對電池造成損害。在實際使用中，如果電池組在低電量情況下持續工作，就可能發生過放電。

溫度保護。電池組應具備溫度監控功能（包括低溫、高溫），當電池組溫度超過設定的安全范圍時，能夠及時采取措施（如切斷電路），確保電池組不能充電，防止電池發生破裂、起火、爆炸等情況。

外部短路。當電池組發生外部短路時，應能在規定時間內切斷電路，保護電池組安全。該項目主要模擬因意外或其他情況導致電池組的正負極被導體直接連接的情況。

過流放電。該項目主要評估電池組在過電流條件下的安全性和穩定性，確保在大電流通過時能及時切斷電路，不會發生危險。

絕緣電阻。該項目旨在評價電池組絕緣材料的絕緣性能好壞，防止漏電情況發生，確保電池組安全。

在這幾項電氣安全項目中，過充電、外部短路、過流放電試驗都要求應在正常工作條件和保護元器件單一故障條件下進行，這對產品的安全性提出了更高的要求。電池組的保護電路可以采取雙重保護設計來滿足這一要求。

2）機械安全

擠壓。為了評估電池組在受到外部壓力時的安全性，該項目模擬電池在受到碰撞或外力壓迫時發生起火、爆炸等情況。開展測試時要考慮電池組實際安裝方向。

加速度沖擊、振動。該項目評估電池組在使用或運輸等情況下受到沖擊、振動時電池組的安全性。開展測試時也要注意電池組的安裝方向，以及測試后的充放電循環。

自由跌落。該項目評估在跌落時電池組保持安全的能力。電池組的每個面或者每個方向都應進行測試。

提把強度。針對帶有提把的電池組，該項目規定按要求施加一定力時提把應不斷裂，提把與外殼連接處應不開裂、不脫落，確保提把使用的耐久性。

3）環境安全

低氣壓。該項目用于模擬低氣壓條件對鋰離子電池空運安全性的影響。試驗后，樣品應做到不泄漏、不破裂、不起火、不爆炸，這是因為在高海拔等低氣壓環境下，電池的內部結構和性能可能會受到影響，應確保其在這種環境下的安全性。

溫度循環。該項目模擬在運輸或儲存過程中，電池反復暴露在低溫和高溫環境下的情況。測試后要求電池不泄漏、不破裂、不起火、不爆炸，以驗證其在溫度變化環境下的安全性。

浸水。考慮電池組的密封性對防水安全的影響，檢驗電池在有水環境下的安全性。電池組在浸水后應能保持絕緣性能，不發生短路等安全問題。

鹽霧。該項目考核電池組在鹽霧環境下，其外殼和連接件能否保持良好的耐腐蝕性能。

濕熱循環。該項目檢驗電池組在高溫高濕及交變環境下的性能，確保電池組在濕熱環境下能正常工作，不出現腐蝕、漏電等問題。測試后需要關注電池組的絕緣電阻。

阻燃性。按要求應對電池組的非金屬殼體、印制板以及內部導線的阻燃性能進行測試，以確保電池組的主要部件材料沒有助燃的可能，降低發生火災后火焰的蔓延速率。

4）熱擴散

此項試驗是通過觸發電池發生熱失控來確定電池系統的安全性邊界，可以幫助判斷電池組在熱失控發生時，系統是否能及時作出反應，從而保證生命財產的安全。

5）互認協同充電

電池組應具備互認協同充電功能，能夠與不同型號的充電器兼容，降低充電裝置不匹配給電池組充電帶來的風險。

6）數據采集

電池組在充電、放電過程中應能實時采集電池電壓，以及電池組電壓、溫度、電流等數據，對電池的狀態進行監測和管理。

7）標志

電池組應標明生產廠、產品名稱、型號、額定容量、額定電壓、充電限制電壓、生產日期、安全使用年限等信息，其中安全使用年限應清晰可辨，提醒用戶及時淘汰老舊電池。電池組唯一性編碼應為耐高溫永久標志，以確保發生事故后能進行追溯。

3GB 43854—2024創新性技術分析

與推薦性國家標準GB/T 36972—2018《電動自行車用鋰離子蓄電池》相比，GB 43854—2024在安全性要求方面發生了顯著變化，無論是電氣安全要求方面還是機械安全和環境安全方面，GB 43854—2024的要求更加嚴苛[3]，提出了許多的創新性要求，具體如下。

雙重保護設計：在電池組過充電、外部短路、過流放電試驗中，要求在正常工作條件和保護元器件單一故障條件下都要進行測試，電池組可能需要采取雙重保護設計才能滿足要求。例如，當主保護元件出現故障時，備用保護能夠及時發揮作用，確保電池的安全運行，顯著提高電池組在各種復雜情況下的安全性。

互認協同充電：電池組需要具備互認協同充電功能，以降低充電裝置不匹配電池組充電帶來的風險。這就要求電池和充電器之間能夠進行有效的通信和識別，確保充電器輸出的電壓、電流等參數與電池的需求相匹配，避免因充電不匹配導致的過充、過熱等安全問題，大幅提升充電的安全性。

智能數據采集與監控：電池組在充電、放電過程中應實時采集電池電壓，以及電池組電壓、溫度、電流等數據，這就要求電池組應配備管理系統進行實時監控。通過傳感器等設備實時獲取電池的各項參數，并將數據傳輸到管理系統進行分析和處理，一旦發現異常能夠及時采取措施，如自動切斷充電或放電、發出警報等，有效地預防安全事故的發生。

熱擴散控制：電池組的熱擴散測試要求當電池組中某一節單體電池起火之后，不得快速擴散至整個電池組。這需要在電池組的設計和制造過程中，采用特殊的設計結構、隔熱材料等方式控制熱傳遞和熱擴散的速度，降低火災事故的危害程度，為用戶在逃生時提供更多的應對時間。

安全材料的應用：電池組的外殼、印制電路板、導線應使用阻燃性材料，以降低發生火災后火焰蔓延的速度。阻燃材料的應用可以有效地阻止火焰的蔓延，減少火災造成的損失，提高電池整體的安全性。

單體電池：規定了嚴格的過充電（1.5倍）、針刺等測試，這促使電池企業在電池的電極材料、隔膜材料等方面進行改進和創新，以提高電池的耐過充和抗針刺性能。例如，采用更優質的隔膜材料，提高其耐高溫和抗穿刺能力，降低電池內部短路的風險。

電池組編碼與追溯：電池組具有唯一性編碼，且編碼標識采用耐高溫（950℃）材質。這意味著即使在發生火災等極端情況下，電池的信息依然可以被追溯，這對事故后的調查、責任認定以及產品質量的持續監控都具有重要意義。通過這種編碼技術，可以建立起完善的電池產品追溯體系，一旦出現問題能夠快速準確地找到問題源頭，促使企業更加注重產品質量和安全性。

4GB 43854—2024的實施對行業的影響

通過上述分析可知，GB 43854—2024在電池及電池組的安全性要求方面發生了顯著變化，技術要求更加嚴苛，這些必然給行業帶來顯著影響。

4.1對生產企業的影響

1）技術升級壓力。為了滿足GB 43854—2024的要求，生產企業需要加大技術研發投入，改進電池的生產工藝和技術，提高電池的安全性能和質量水平。企業須對電池的材料選擇、結構設計、生產過程控制等方面進行優化，以確保電池能夠通過各項安全測試[3]。

2）生產成本上升。技術升級和生產工藝改進必然會導致生產成本的上升。此外，企業還需要增加檢測設備和檢測人員，加強對產品的質量檢測和控制，這也會增加企業的運營成本。但從長遠來看，提高產品的質量和安全性能夠增強企業的市場競爭力，為企業帶來更大的經濟效益。

3）行業洗牌加速。GB 43854—2024的實施將提高行業的準入門檻。一些技術水平低、生產設備落后、質量管理不嚴格的企業將難以滿足標準要求，面臨被淘汰的命運，而那些技術實力強、產品質量可靠的企業將獲得更多的市場份額。行業洗牌加速，市場集中度將進一步提高[4]。

4.2對消費者的影響

1）消費選擇更加明確。GB 43854—2024要求制造商在電池組上標注安全使用年限等信息。消費者在選購電動自行車時，可以更加清楚地了解電池的性能和安全狀況，從而作出更加明智的消費選擇。

2）出行安全更有保障。GB 43854—2024的實施將提高電動自行車用鋰離子蓄電池的安全性能，降低電池在使用過程中發生安全事故的風險，為消費者的出行安全提供更加有力的保障。

3）維護成本可能降低。符合標準要求的電池質量更加可靠，使用壽命更長，消費者在使用過程中需要更換電池的頻率可能會降低，從而降低了維護成本[5]。

5GB 43854—2024的實施對環境的影響

5.1減少安全事故對環境的破壞

電動自行車用鋰離子蓄電池的安全事故不僅會對人們的生命財產安全造成威脅，還會對環境造成嚴重的破壞。例如，電池起火、爆炸可能會引發火災，燒毀周邊的建筑物和植被，釋放出大量的有害氣體和污染物。而GB 43854—2024的實施將有效降低電池安全事故的發生概率，從而減少對環境的破壞。

5.2促進電池回收和再利用

為了減少資源浪費和環境污染，電動自行車用鋰離子蓄電池回收和再利用也是至關重要的。GB 43854—2024的實施不僅可以推動電池生產企業加強對電池回收和再利用技術的研發和應用，提高電池的回收利用率，還可以促使政府部門制定更加完善的電池回收政策和法規，加強對電池回收行業的監管，確保廢舊電池得到妥善處理。通過回收和再利用廢舊鋰離子蓄電池，可以減少資源消耗和環境污染，同時，還可以創造新的就業機會，促進經濟的可持續發展。

5.3推動綠色出行發展

電動自行車作為一種綠色出行方式，具有零排放、低噪音、便捷靈活等優點。GB 43854—2024的實施將提高電動自行車用鋰離子蓄電池的安全性能和質量水平，進一步增強電動自行車的市場競爭力，推動綠色出行的發展。隨著電動自行車的普及和推廣，人們對汽車的依賴程度將逐漸降低，進而減少汽車尾氣排放對環境的污染。同時，電動自行車的發展也將促進城市交通結構的優化，緩解交通擁堵，提高城市的運行效率。

6結束語

GB 43854—2024《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術規范》的實施，標志著我國電動自行車行業在安全管理方面邁出了重要的一步。該標準從多個方面對電動自行車用鋰離子蓄電池的安全性能提出了嚴格的要求，為保障消費者的生命財產安全、規范行業發展、提升我國電動自行車產業的國際競爭力提供了有力的支撐。另外，消費者也應增強安全意識，正確使用和維護電池，積極參與監督，共同為電動自行車的安全出行貢獻力量。相信在各方的共同努力下，我國電動自行車用鋰離子蓄電池的安全性能將不斷提升，電動自行車行業將迎來更加美好的發展前景，為人們的綠色出行和美好生活提供更加可靠的保障。

參考文獻

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[3]于小芳，王帥.GB 43854—2024與GB/T 36972—2018標準差異性研究[J].環境技術，2024，42（8）：234-239.

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[5]于小芳.電動自行車用鋰離子蓄電池質量安全現狀分析[J].質量與標準化，2022（10）：42-44.

作者簡介

馬艷芳，女，1974年出生，副研究員，碩士，研究方向為化學檢驗檢測。

（編輯：侯睿琪，收稿日期：2024-11-07）