適用于工業(yè)設(shè)備和便攜式設(shè)備中鋰離子蓄電池和電池組的IEC標準異同點淺析

楊旭 楊雪蛟

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院）

適用于工業(yè)設(shè)備和便攜式設(shè)備中鋰離子蓄電池和電池組的IEC標準異同點淺析

楊旭 楊雪蛟

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院）

標 準 解 讀

從安全和性能兩大角度將便攜式設(shè)備用的鋰離子蓄電池及電池組產(chǎn)品所適用的標準：IEC 62133和IEC 61960與工業(yè)設(shè)備用鋰離子蓄電池及電池組產(chǎn)品適用的標準：IEC 62619（草案）和IEC 62620從試驗目的和試驗方法的角度進行異同點比較。工業(yè)設(shè)備用鋰離子蓄電池及電池組相關(guān)標準的出臺為該行業(yè)的健康有序發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

便攜式電子設(shè)備 工業(yè)設(shè)備 鋰離子蓄電池及電池組 異同點

1 相關(guān)背景和進展

鋰離子電池的制造業(yè)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，電池包的體積不斷擴大，能量密度和安全性能逐步完善和提升，所應用的領(lǐng)域也在不斷拓寬，從手機﹑平板電腦等便攜式設(shè)備，擴展到不間斷電源﹑應急電源﹑高爾夫球車﹑鐵路等工業(yè)設(shè)備中，已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池。

目前，工業(yè)設(shè)備用鋰蓄電池和蓄電池組涉及到安全和性能兩個方面的檢測，分別對應于國際標準草案IEC 62619 Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes—Safety requirements for secondary lithium cells and batteries，for use in industrial applications（已經(jīng)進入到CDV階段）和新出臺的國際標準IEC 62620 Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes— Secondary lithium cells and batteries for use in industrial applications。依據(jù)IEC的設(shè)想，鋰蓄電池的樹形體系如圖1所示[1]。

圖1 鋰蓄電池標準體系圖

2 安全標準的內(nèi)容和差異比較（IEC 62133和IEC 62619）

表1 便攜式和工業(yè)用鋰離子電池安全標準的比較

續(xù)表 1

表1列出了便攜式和工業(yè)用鋰離子電池安全標準的比較情況。

通過表1，可以清晰地看出，對于兩個標準都有的電池和電池包類檢測項目：（1）強制外部短路測試；（2）沖擊測試；（3）跌落測試；（4）熱濫用測試；（5）過充電測試；（6）強制放電測試；（7）強制內(nèi)部短路測試 。工業(yè)設(shè)備標準的檢測條件，大部分更為嚴格，并且對于樣品的種類有著更為詳細的劃分。同時，對于大型電池組，IEC 62619新增的蔓延測試考核了在一節(jié)電池異常狀態(tài)下，整個電池組對于單體電池的監(jiān)測和內(nèi)部阻燃，隔熱材料的耐火等級。新增的過壓充電，過流充電和過熱控制，考核在各種誤用和濫用情況之下，系統(tǒng)的保護電路是否能夠動作，終止異常充電的進行。

表2 便攜式和工業(yè)用鋰離子電池標識比較

3 性能標準的內(nèi)容和差異比較（IEC 61960和IEC 62620）

3.1 性能標準對于樣品標識的比較

表2列出了便攜式和工業(yè)用鋰離子電池標識的比較。

從表2可以看出，對于便攜式和工業(yè)用電池和電池組，產(chǎn)品銘牌至少包含下列信息：（1）產(chǎn)品名稱；（2）型號；（3）極性（電池和電池組的制造商達成協(xié)議可以不標識）；（4）生產(chǎn)日期（可以是編碼）；（5）制造商的名稱或者商標。但是，額定容量﹑額定電壓﹑注意事項﹑推薦充電方法等信息，工業(yè)設(shè)備標準的要求更加細致。需注意對于工業(yè)產(chǎn)品用鋰電池，產(chǎn)品的型號和生產(chǎn)的可追溯性（生產(chǎn)日期或編碼）一定要標在電池和電池組的表面。其他信息（放置說明和推薦充電條件）可以標注在最小外包裝或者操作手冊上。

3.2 性能標準對于測試項目的要求

表3 便攜式和工業(yè)用鋰離子電池性能標準的比較

續(xù)表 3

表3列出了便攜式和工業(yè)用鋰離子電池性能標準的比較情況。

表3清晰地羅列出了兩個標準對于電池和電池組的電性能測試，大多數(shù)測試項目相同。但是由于工業(yè)設(shè)備用電池和電池組規(guī)格差異較大，因此按照使用時的放電狀態(tài)，將樣品細分為4類，即：極低倍率下長時間放電﹑低倍率下較長時間放電﹑中等倍率下放電和大倍率下放電。對于不同樣品的試驗條件和合格的判定條件有所區(qū)別。通過一系列的電化學性能的測試，我們能夠更好地判斷電池組產(chǎn)品的充放電能力和內(nèi)部的電池性能的一致性。

4 新標準和提案的意義

在能源日益緊張和稀缺的大背景之下，新能源電池特別是鋰離子電池應用的領(lǐng)域和生產(chǎn)技術(shù)也迅速提高。隨著科技的發(fā)展，電池產(chǎn)品的能量密度和功率密度日益增加。制定科學﹑合理的鋰離子電池體系的考核標準尤為重要。新出臺的工業(yè)用鋰離子電池和電池組標準和提案也為行業(yè)發(fā)展帶來了一定的影響。

（1）近些年工業(yè)用儲能鋰離子電池產(chǎn)品涉及到諸多領(lǐng)域，很多產(chǎn)品的容量等電化學性能由于缺少統(tǒng)一的標準，涉及虛標﹑標識不規(guī)范等情況屢有發(fā)生。因此，統(tǒng)一﹑明晰的考核標準的制定，為工業(yè)領(lǐng)域的鋰離子電池產(chǎn)品的規(guī)范奠定了基礎(chǔ)。

（2）工業(yè)用儲能鋰離子電池由于使用需要，其能量密度很高，一旦電芯質(zhì)量不好，或保護電路板的設(shè)計有缺陷，會對于產(chǎn)品的安全性能產(chǎn)生重大隱患，統(tǒng)一的安全性能考核標準的制定與出臺，為減少安全事故﹑提升產(chǎn)品質(zhì)量起到十分重要的作用。

[1]何鵬林. 鋰離子電池國際標準制修訂動態(tài)[J]. 安全與電磁兼容，2015（2）：21-23.

Analysis of similarities and differences of IEC standards for lithium ion cells and batteries used in industrial equipments and portable equipments

Yang Xu, Yang Xuejiao
( Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research )

In order to compare the safety and performance of lithium ion cells and batteries which are used in portable equipments and industrial equipments, we compare the main similarities and differences of IEC standards IEC 62133 and IEC 61960 with IEC 62619 and IEC 62620 in test objectives and specific operations. The introduction of the relevant standards of the lithium ion cells and battery packs for industrial equipments laid the foundation for the healthy and orderly development of the industry.

portable electronic equipments, industrial equipments, lithium ion cells and batteries, the main similarities and differences