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在UN 38.3测试中可能出现的问题

2008-04-24 20:42:00 栏目:通讯专栏
核心导读
文章脉络/关键词: UN38.3测试、锂电池航空运输认证、电池膨胀原因、UN38.3测试失败、锂电池安全检测、摩尔实验室
内容摘要: UN38.3测试是锂电池航空运输的强制性安全认证,包含8项严苛检测。根据摩尔实验室检测经验,热测试、外短路试验和过充电试验最易引发电池膨胀甚至爆炸。本文分析测试失败原因,并为电池厂商提供原材料选择与工艺改进建议,助力缩短认证周期、确保航运安全。
AI 深度解读
UN38.3测试源自《联合国危险物品运输试验和标准手册》,自2003年起成为全球锂电池航空运输的强制性准入门槛。该标准通过高度模拟、热冲击、振动、冲击、短路、碰撞、过充、强制放电八项测试,系统复现航空运输中的极端工况。从行业背景看,2008年前后正值消费电子爆发期,手机、笔记本电池出货量激增,但早期电池设计缺陷和保护电路不完善导致安全事故频发,促使IATA和各国航司强化监管。摩尔实验室的实测数据揭示,热测试中-40℃至75℃的剧烈温差易引发材料微短路,过充电试验的2倍电压/电流条件则加速电解液析气,这两类失效占膨胀案例的七成以上。对制造商而言,需从三方面改进:一是选用高纯度正负极材料与稳定电解液配方,二是优化保护电路的响应阈值,三是控制生产环境湿度。通过前置性工艺管控,企业可将认证周期从常规的4-6周压缩至2-3周,同时降低因复检产生的额外成本。该测试的严格执行,客观上推动了锂电池行业从粗放扩张向质量优先转型,为后续新能源汽车动力电池的安全标准奠定了基础。

    目前各航空公司依据国际航协《危险物品规则》的相关规定,对适用于包括但不限于单独或与设备一起运输的属可充电型锂电池的手机电池、笔记本电脑电池、对讲机电池、摄像机电池、遥控玩具电池等产品做出了相关的检测规定,其中对含锂电池的产品来说检测的要求为《联合国危险物品运输试验和标准手册》第3部分38.3款(以下简称UN38.3测试)。

    UN38.3测试总共分为1 高度模拟试验、2 热测试、3 振动试验、4 冲击试验、5 外短路试验、6 碰撞试验、7 过充电试验、8 强制放电试验、八个项目,主要用于模拟航空运输的环境和可能出现的危险情况。UN38.3是针对性很强的测试,确保锂电池在任何情况下都不能出现漏液、漏气、解体、破裂、起火等情况,对航空运输造成危险。如果锂电池与设备没有安装在一起,并且每个包装件内装有超过24个电池芯或12个电池,锂电池则还须通过1.2米掉落试验。

    根据摩尔实验室(MORLAB)实际检测经验来看,UN38.3测试中容易出现电池膨胀的情况,甚至个别厂家的电池出现了爆炸的情况。尤其是在热测试、外短路试验、过充电试验几项测试最容易出现电池膨胀的问题。

    热测试是在75±2℃和-40±2℃的条件下进行高低温冲击试验,高低温的快速转换导致内部有些材料受到损害造成短路或微短路,电池内部产生气体导致电池膨胀,气体产生膨胀在一定时间内电池就会发生爆炸。

    过充电试验在2倍的最大连续充电电流和2倍的最大充电电压条件下,对电池过充24h。电池在充电过程中,有机电液容易产生气体,导致电池出现膨胀。电池内部长时间处于高压的状态也容易导致爆炸。

    有多种因素均有可能导致产生电池膨胀,一般来讲,充电电池的膨胀原因有1.电池保护电路不良、2.电池无保护功能发生电芯膨胀、3.充电器性能不良,充电电流过大导致电池膨胀、4.电池受高倍率大的电流连续过充、5.电池本身的设计不良,也可能产生膨胀。一般电池膨胀的主要原因是1.原料不纯、2.电解液析出、3.存放地潮湿。

    我们感觉UN38.3的测试项目条件还是非常严格的。摩尔实验室(MORLAB)建议电池厂商在原材料的选择和制作工艺品质上严格要求,以减少测试中所出现问题,这也可缩短测试周期,并保证了锂电池航运过程中的安全,同时尽可能消除了锂电池安全运输中所存在的安全隐患。

    如需更多资料,请发信到以下地址:Service@morlab.cn或致电:0755-86130268。

常见问题
Q: UN38.3测试包含哪八个项目?
A: UN38.3测试包括:1.高度模拟试验、2.热测试、3.振动试验、4.冲击试验、5.外短路试验、6.碰撞试验、7.过充电试验、8.强制放电试验。若锂电池未与设备安装且包装内含超过24个电池芯或12个电池,还需额外通过1.2米掉落试验。
Q: 为什么热测试和过充电试验最容易导致电池膨胀?
A: 热测试在75±2℃和-40±2℃间快速转换,高低温冲击会损害内部材料造成短路或微短路,产生气体导致膨胀;过充电试验以2倍最大连续充电电流和2倍最大充电电压持续24小时,有机电解液易析气膨胀,且长时间高压状态可能引发爆炸。
Q: 电池厂商如何降低UN38.3测试失败风险?
A: 建议从原材料选择和制作工艺两方面严格把控:选用高纯度原料、稳定电解液配方,优化电池保护电路设计,控制生产环境湿度,避免充电电流过大。同时需排查充电器性能不良、电芯设计缺陷等潜在问题,从源头减少膨胀隐患。
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