什么是 UL2054?
UL2054是2021年11月17日發(fā)布的UL家用和商用電池安全標(biāo)準(zhǔn)。這些要求涵蓋用作產(chǎn)品電源的便攜式一次(不可充電)和二次(可充電)電池。針對(duì)擁有兩個(gè)或以上的電池以串聯(lián)或者并聯(lián)的方式結(jié)合在一起使用的電池包。
UL2054認(rèn)證范圍:
1.1 UL2054 認(rèn)證要求涵蓋用作商品電源的便攜式一次(不可充電)和二次(可充電)鋰離子電池。這些鋰離子電池由單個(gè)電化學(xué)電池或兩個(gè)或多個(gè)并聯(lián)或串聯(lián)或兩者連接的鋰離子電池組成,它們通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
1.2 UL2054 認(rèn)證要求旨在降低鋰離子電池在設(shè)備中工作時(shí)發(fā)生爆炸或火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。這些鋰離子電池在特定應(yīng)用中的正確使用取決于它們?cè)诜线m用于此類(lèi)產(chǎn)品的要求的完整產(chǎn)品中的使用。
1.3 UL2054 認(rèn)證要求旨在涵蓋一般用途的鋰離子電池。它們不包括鋰離子電池和主機(jī)產(chǎn)品的組合,這些是主機(jī)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)范所涵蓋的。
1.4 UL2054 認(rèn)證要求還旨在降低將鋰離子電池從待運(yùn)輸、儲(chǔ)存或丟棄的產(chǎn)品中取出時(shí)因火災(zāi)或爆炸而造成人身傷害的風(fēng)險(xiǎn)。
1.5 UL2054 認(rèn)證要求不涵蓋因攝入鋰離子電池或其內(nèi)容物而導(dǎo)致的毒性風(fēng)險(xiǎn),也不包括如果鋰離子電池打開(kāi)以提供對(duì)其內(nèi)容物的訪問(wèn)而對(duì)人員造成傷害的風(fēng)險(xiǎn)。
UL2054認(rèn)證總則:
2.1代替表 6.1 中列出的 UL2054 認(rèn)證要求,用于電池的由鋰金屬、鋰合金或鋰離子構(gòu)成的鋰離子電池應(yīng)滿足鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn) UL 1642 中的條件
2.2計(jì)量單位
2.3術(shù)語(yǔ)
2.4組件
2.4.1除 2.4.2 另有規(guī)定外,本標(biāo)準(zhǔn)涵蓋的產(chǎn)品組件應(yīng)符合 UL2054 對(duì)元件的認(rèn)證要求。有關(guān)本 UL2054 標(biāo)準(zhǔn)涵蓋的產(chǎn)品中使用的部件的規(guī)則列表,請(qǐng)參見(jiàn)附錄。
2.4.2組件不要求滿足以下特定要求: 涉及在 UL2054 標(biāo)準(zhǔn)涵蓋的產(chǎn)品中應(yīng)用該元素不需要的特性或特性,或被 UL2054 標(biāo)準(zhǔn)中的條件取代。
2.4.3應(yīng)按照為預(yù)期使用條件確定的額定值使用組件。
2.4.4特定部位結(jié)構(gòu)特征不完整或性能受限。這些組件只能在有限的條件下使用,例如某些溫度不超過(guò)規(guī)定的限制,并且只能在那些特定的條件下使用。
鋰離子電池UL2054認(rèn)證
4.1.1鋰離子電池或單節(jié)電池的外殼,或鋰聚合物電池組的外殼,應(yīng)具有抵抗在其預(yù)期使用過(guò)程中可能遭受的濫用所需的強(qiáng)度和剛度,在以減少火災(zāi)或人身傷害的風(fēng)險(xiǎn)。
4.1.2鋰離子電池組的外殼應(yīng)有足夠的剛性以防止彎曲。具有鉗子、螺絲刀、鋼鋸或類(lèi)似設(shè)備的構(gòu)造優(yōu)勢(shì)的工具應(yīng)是打開(kāi)外殼所需的最低自動(dòng)化能力。
4.1.3對(duì)于塑料外殼的鋰離子電池組,電池的外圈應(yīng)設(shè)計(jì)成不能用螺絲刀等簡(jiǎn)單工具打開(kāi)。外殼應(yīng)采用超聲波焊接或等效方法固定。符合聚合物材料標(biāo)準(zhǔn) - 用于電氣設(shè)備評(píng)估、UL 746C、一次性或防篡改螺釘?shù)恼澈蟿┮蟮恼澈蟿┍灰暈榈刃Х椒ā?/p>
4.1.4鋰離子電池的外殼體在聚合物材料標(biāo)準(zhǔn)——電氣設(shè)備評(píng)估中的使用,UL 746C 中的最小部件厚度應(yīng)為 V-1 級(jí)或更低易燃等級(jí)。
例外:當(dāng)材料符合 UL 746C 聚合物材料標(biāo)準(zhǔn) - 用于電氣設(shè)備評(píng)估中規(guī)定的外殼易燃性 - 20 毫米(3/4 英寸)火焰測(cè)試時(shí),不需要將材料歸類(lèi)為 V-1 或更低易燃性.
4.1.5鋰離子電池組外殼中的開(kāi)口應(yīng)盡量減少,以防止損壞鋰離子電池、連接和內(nèi)部電路以及鋰離子電池組內(nèi)的電氣間距太短。外殼開(kāi)口不得位于不符合 4.1.2 的剛性外殼要求或過(guò)度保護(hù)電路和連接的鋰離子電池上方,其中碎片進(jìn)入外殼造成損壞或短路可能導(dǎo)致危險(xiǎn)。
4.2 電解液
4.2.1在實(shí)驗(yàn)室條件下,23±2°C(73±3.6°F)的溫度下,鋰離子電池外殼用砂輪刺破鋰離子電池外殼時(shí),不得含有強(qiáng)排物質(zhì)的加壓蒸汽或液體。 )。
4.3 外部鋰離子電池組連接器
4.3.1外部鋰離子電池組連接器的構(gòu)造應(yīng)防止其端子意外短路,除非電池組滿足第 13 節(jié)有限電源測(cè)試的有限電源要求。避免意外短路的方法示例電路包括使端子凹陷、提供防止意外短路的電路、在端子上提供覆蓋物、使用鍵連接器等。
4.3.2外殼外部的外部電池組連接器的絕緣材料應(yīng)具有 V-2 最低燃燒等級(jí),除非電池組滿足第 13 節(jié)有限電源測(cè)試的有限電源要求。外部連接器構(gòu)成火災(zāi)的一部分外殼應(yīng)至少為 V-1。
4.4 印刷線路板
4.4.1定位鋰離子電池電路元件的印刷線路板的額定值至少應(yīng)為 V-1
4.5 鋰離子系統(tǒng)
4.5.1每個(gè)鋰離子電芯或由多個(gè)電芯并聯(lián)組成的每個(gè)電芯塊的電壓不應(yīng)超過(guò)電池制造商規(guī)定的充電電壓上限。
4.5.2由單節(jié)電芯或單獨(dú)的電芯塊組成的鋰離子電池,應(yīng)確認(rèn)電芯的充電電壓不超過(guò)電池制造商規(guī)定的充電電壓上限。
4.5.3由串聯(lián)單體或單體塊組成的鋰離子電池,應(yīng)確認(rèn)任一單體單體或單體塊的電壓不超過(guò)充電電壓的上限,由電池制造商指定,通過(guò)監(jiān)測(cè)每個(gè)單個(gè)電池或單個(gè)電池塊的能量。
4.5.4 4.5.1-4.5.3的符合性可以通過(guò)分析鋰離子電池保護(hù)電路來(lái)實(shí)現(xiàn),或者如果無(wú)法通過(guò)分析確定,則通過(guò)在第 13A 節(jié)測(cè)試期間的監(jiān)測(cè)值來(lái)實(shí)現(xiàn)。
UL2054認(rèn)證表現(xiàn):
5.1鋰離子電池應(yīng)按照第 9 節(jié)至第 24 節(jié)所述進(jìn)行測(cè)試。第 12 節(jié)強(qiáng)制放電測(cè)試僅適用于打算用于多節(jié)串聯(lián)應(yīng)用的鋰離子電池,例如鋰離子電池包。電池外殼測(cè)試第 18 至 21 節(jié)(包括 250 N 穩(wěn)定力、模具應(yīng)力消除和跌落沖擊測(cè)試)僅適用于具有塑料外殼的電池。
5.2除第 22 節(jié)的拋射物測(cè)試外,鋰離子電池和電池組不應(yīng)因本標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)試而爆炸或著火。對(duì)于沖擊測(cè)試,第 16 節(jié),振動(dòng)測(cè)試,第 17 節(jié),250 N 穩(wěn)定力測(cè)試,第 19 節(jié),模具應(yīng)力消除測(cè)試,第 20 節(jié),跌落沖擊測(cè)試,第 21 節(jié)和溫度循環(huán)測(cè)試,第 24 節(jié),樣品還應(yīng)不通風(fēng)或泄漏。對(duì)于這些測(cè)試,當(dāng)產(chǎn)生的質(zhì)量損失超過(guò)表 5.1、排氣和泄漏質(zhì)量損失標(biāo)準(zhǔn)中所示的值時(shí),則認(rèn)為發(fā)生了不可接受的泄漏。
5.3 2008 年 8 月 12 日刪除
5.4某些終端產(chǎn)品設(shè)備要求限制鋰離子電池的功率輸出。第 13 節(jié)中描述的有限電源測(cè)試用于確定鋰離子電池或電池是否適用于可能存在火災(zāi)危險(xiǎn)的應(yīng)用。
6.1除非另有說(shuō)明,完全充電狀態(tài)的新鋰離子電池或電池組將用于第 9-24 節(jié)中描述的測(cè)試。測(cè)試計(jì)劃和每次分析中使用的樣品數(shù)量見(jiàn)表 6.1和 6.2,分別用于電池測(cè)試和電池組測(cè)試。
6.2當(dāng)鋰離子電池組按照表 6.2 進(jìn)行測(cè)試時(shí),組成該電池組的鋰離子電池如果尚未按照表 6.1 進(jìn)行測(cè)試,也應(yīng)按照表 6.1 進(jìn)行測(cè)試。
6.3所有鋰離子電池在測(cè)試前應(yīng)按照電池制造商的規(guī)范進(jìn)行完全充電,但要進(jìn)行異常充電和濫用過(guò)充電測(cè)試的樣品應(yīng)使用制造商指定的放電至制造商指定的端點(diǎn)電壓。測(cè)試前的電流。
UL2054 認(rèn)證的重要測(cè)試注意事項(xiàng):
7.1由于某些鋰離子電池在第 9 至 24 節(jié)所述的測(cè)試中發(fā)生爆炸,因此保護(hù)人員免受此類(lèi)爆炸產(chǎn)生的飛散碎片、爆炸力、突然釋放的熱量、化學(xué)燃燒和噪音的影響至關(guān)重要。試驗(yàn)場(chǎng)應(yīng)通風(fēng)良好,以保護(hù)組織免受可能的有害煙霧或氣體的影響。
7.2在第 9、10、11、14 和 15 節(jié)所述的測(cè)試過(guò)程中,應(yīng)監(jiān)測(cè)鋰離子電池外殼表面的溫度。所有參與電池測(cè)試的人員都應(yīng)被告知切勿接近鋰電池。離子電池,直到表面溫度恢復(fù)到環(huán)境溫度。
7.3第 22 節(jié)“彈丸測(cè)試”中描述的測(cè)試應(yīng)在單獨(dú)的房間或配備足夠安全屏障的房間內(nèi)進(jìn)行,以將測(cè)試區(qū)域與觀察者隔開(kāi)。
UL2054 認(rèn)證的溫度測(cè)量:
8.1溫度由不大于 24 AWG (0.21 mm2) 和不小于 30 AWG (0.05 mm2) 的電線組成的熱電偶和一個(gè)電位器型儀器組成。
8.2鋰離子電池的溫度測(cè)量應(yīng)在熱電偶的測(cè)量接頭緊貼電池外殼的情況下進(jìn)行。
?UL2054認(rèn)證的電氣測(cè)試:
短路測(cè)試
9.1鋰離子電池應(yīng)符合 9.1—9.6。
(Underwriter Laboratories Inc. 根據(jù) UL1642 批準(zhǔn)用于 EUT 的電池)
9.2每個(gè)充滿電的測(cè)試鋰離子電池依次通過(guò)將電池的正負(fù)端子與電阻負(fù)載為 80 ± 20 mohm 的電路負(fù)載連接而短路。測(cè)試過(guò)程中記錄鋰離子電池盒的溫度。鋰離子電池要一直放電,直到發(fā)生火災(zāi)或爆炸,或者直到它達(dá)到低于 0.2 伏的空載狀態(tài)并且外殼溫度恢復(fù)到環(huán)境溫度的 ±10°C (±18°F)。
9.3測(cè)試應(yīng)在 20 ± 5°C (68 ± 9°F) 和 55 ± 2°C (131 ± 4°F) 下進(jìn)行。在連接端子之前,鋰離子電池應(yīng)在 20 ± 5°C (68 ± 9°F) 或 55 ± 2°C (131 ± 4°F)(視情況而定)下達(dá)到平衡。
9.4鋰離子電池應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試,除非電池制造商表明它打算串聯(lián)或并聯(lián)使用。對(duì)于串聯(lián)或并聯(lián)使用,應(yīng)使用電池制造商規(guī)定的每種配置所涵蓋的最大鋰離子電池?cái)?shù)量,對(duì)五組鋰離子電池進(jìn)行附加測(cè)試。
9.5鋰離子電池應(yīng)在沒(méi)有保護(hù)裝置幫助的情況下進(jìn)行測(cè)試,除非這種保護(hù)機(jī)制是鋰離子電池結(jié)構(gòu)的組成部分。當(dāng)保護(hù)裝置在試驗(yàn)期間啟動(dòng)時(shí),應(yīng)將鋰離子電池連接到不會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置打開(kāi)的最大負(fù)載重復(fù)試驗(yàn)。
9.6鋰離子電池不得爆炸或著火。對(duì)于鋰化學(xué)物質(zhì),外部電池或電池外殼的溫度不得超過(guò) 150°C (302°F)?!鉉
9.7鋰離子電池組應(yīng)符合9.8—9.12。
例外:由單個(gè)電池組成的鋰離子電池組,其中該電池已經(jīng)過(guò) 9.1 – 9.6 的測(cè)試,無(wú)需提交 9.8 – 9.12 的標(biāo)準(zhǔn)
9.8每個(gè)充滿電的測(cè)試鋰離子電池組依次通過(guò)將電池的正負(fù)極連接到電阻負(fù)載為 80±20 m ohm 的電路負(fù)載而短路。測(cè)試過(guò)程中記錄鋰離子電池盒的溫度。鋰離子電池放電直到發(fā)生火災(zāi)或爆炸,或直到完全釋放并且電池外殼溫度恢復(fù)到環(huán)境溫度的±10°C(±18°F)。
9.9測(cè)試應(yīng)在 20 ± 5°C (68 ± 9°F) 和 55 ± 5°C (131 ± 4°F) 下進(jìn)行。在連接端子之前,鋰離子電池應(yīng)在 20 ± 5°C (68 ± 9°F) 或 55 ± 5°C (131 ± 4°F)(如適用)下達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
9.10鋰離子電池組結(jié)構(gòu)應(yīng)經(jīng)受被測(cè)電池負(fù)載電路中任何保護(hù)裝置的單一故障。試驗(yàn)過(guò)程中保護(hù)材料動(dòng)作時(shí),應(yīng)將鋰離子電池組連接到不引起保護(hù)裝置開(kāi)路的最大負(fù)載下重復(fù)檢查。
例外:符合熱敏電阻型設(shè)備標(biāo)準(zhǔn) UL 1434、家用和類(lèi)似用途自動(dòng)電氣控制標(biāo)準(zhǔn)第 1 部分:一般要求、UL 60730-1A 或其他保護(hù)性測(cè)試的正溫度系數(shù)設(shè)備被確定為可靠的設(shè)備可能會(huì)保留在電路中而不會(huì)發(fā)生故障。有關(guān)其他組件標(biāo)準(zhǔn),請(qǐng)參見(jiàn)附錄 A。
9.11在 20 ±5°C (68 ±9°F) 下測(cè)試的上述五個(gè)鋰離子電池組樣品之一應(yīng)在以下附加條件下進(jìn)行評(píng)估。端子應(yīng)經(jīng)受最短長(zhǎng)度為 16 AWG (1.3 mm2) 裸銅線的短路條件。測(cè)試將在薄紙覆蓋的軟木表面上進(jìn)行,樣品電池組和暴露的引線將用單層粗棉布覆蓋。
9.12對(duì)于所有測(cè)試的樣品,鋰離子電池不得爆炸或著火,測(cè)試不得因電池外殼破裂、破裂或爆裂而導(dǎo)致化學(xué)物質(zhì)泄漏。對(duì)于鋰化學(xué)物質(zhì),內(nèi)部電池外殼的溫度不得超過(guò) 150°C (302°F)。對(duì)于按照 9.11 測(cè)試的電池組樣品,粗棉布和薄紙不應(yīng)著火。
UL2054認(rèn)證異常充電測(cè)試:
10.1 一次鋰離子電池(如鋰離子電芯、單節(jié)鋰離子電池或鋰離子電池組)應(yīng)符合10.2-10.5(二次鋰離子電池組)的規(guī)定。
10.2 放電到電池制造商估計(jì)容量的鋰離子電池將用于該測(cè)試。鋰離子電池應(yīng)在 20 ± 5°C (68 ± 9°F) 的環(huán)境溫度下進(jìn)行測(cè)試。
10.3 每個(gè)完全放電的測(cè)試樣品電池應(yīng)承受 3 倍于電池制造商指定的電流 lc 的充電電流,將其連接到直流電源。測(cè)試時(shí)間按以下公式計(jì)算: 其中,充電時(shí)間以一小時(shí)為單位。C是鋰離子電池/鋰離子電池的容量,單位是安培小時(shí),lc是最大充電電流,單位是安培,由電池制造商指定。最短充電時(shí)間為 7 小時(shí)。
例外:根據(jù)電池制造商的偏好,可以施加比規(guī)定的三倍額定 Ic 更大的測(cè)試電流以加快測(cè)試時(shí)間,最短充電時(shí)間為 7 小時(shí)。
10.4 當(dāng)已為此目的檢查過(guò)的保護(hù)裝置在試驗(yàn)期間啟動(dòng)時(shí),應(yīng)在電池電源連接到不會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置打開(kāi)的最大負(fù)載的情況下重復(fù)試驗(yàn)。未經(jīng)調(diào)查的保護(hù)設(shè)備應(yīng)短接。
10.5 鋰離子電池不得爆炸或著火。對(duì)于鋰離子電池組樣品,測(cè)試不應(yīng)導(dǎo)致串聯(lián)外殼破裂、破裂或爆裂引起的化學(xué)物質(zhì)泄漏。
10.6 二次鋰離子電池應(yīng)符合 10.7 – 10.9(Underwriter Laboratories Inc. 根據(jù) UL1642 批準(zhǔn)用于 EUT 的電池)
10.7 鋰離子電池應(yīng)在 20 ± 5°C (68 ± 9°F) 的環(huán)境溫度下進(jìn)行測(cè)試。每個(gè)鋰離子電池應(yīng)以 0.2 C/1 小時(shí)的恒定電流放電至制造商規(guī)定的放電終點(diǎn)電壓。
10.8 鋰離子電池應(yīng)以恒定的最大規(guī)定充電器輸出電壓和 3 倍最大電流 Ic 的電流限值進(jìn)行充電,具體由電池制造商指定。充電持續(xù)時(shí)間是達(dá)到制造商指定的充電結(jié)束條件所需的時(shí)間加上另外七個(gè)小時(shí)。
10.9 鋰離子電池應(yīng)在沒(méi)有保護(hù)裝置幫助的情況下進(jìn)行測(cè)試,除非這種保護(hù)機(jī)制是電池結(jié)構(gòu)的組成部分或已為此目的進(jìn)行了研究。允許在測(cè)試期間啟動(dòng)的可重新設(shè)置的保護(hù)設(shè)備重新設(shè)置,并重新開(kāi)始檢查,并根據(jù)需要經(jīng)常循環(huán)以完成測(cè)試。當(dāng)保護(hù)裝置在測(cè)試期間工作時(shí)(無(wú)論是否可重新設(shè)置),以相同的充電時(shí)間重復(fù)測(cè)試,但鋰離子電池連接到不會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置工作的最大負(fù)載。一件不是電池組成部分的保護(hù)設(shè)備,也沒(méi)有為此目的進(jìn)行過(guò)調(diào)查,應(yīng)將其短路。
10.10 二次鋰離子電池組應(yīng)符合 10.11—10.13。
10.11 鋰離子電池應(yīng)在 20±5°C (68±9°F) 的環(huán)境溫度下進(jìn)行測(cè)試。熱電偶將連接到每個(gè)測(cè)試樣品電池的鋰離子電池。每個(gè)鋰離子電池應(yīng)以 0.2C/1 小時(shí)的恒定電流放電至制造商規(guī)定的放電終點(diǎn)電壓。
10.12 每個(gè)測(cè)試樣品電池應(yīng)依次經(jīng)歷以下過(guò)充電狀態(tài)。a) 鋰離子電池應(yīng)采用恒流充電方式進(jìn)行初始充電,電流限制為最高電流 Ic 的 3 倍,由電池制造商指定,直至達(dá)到最大規(guī)定的充電器輸出電壓。此時(shí),鋰離子電池將以恒定的最大額定充電器輸出電壓和三倍最大電流 Ic 的電流限制進(jìn)行充電。充電持續(xù)時(shí)間是達(dá)到制造商指定的充電結(jié)束條件所需的時(shí)間加上另外七個(gè)小時(shí)。應(yīng)監(jiān)測(cè)鋰離子電池外殼的溫度。應(yīng)允許在測(cè)試期間啟動(dòng)的可重新設(shè)置的保護(hù)裝置(例如 PTC)重新設(shè)置,并應(yīng)恢復(fù)考試,根據(jù)需要經(jīng)常循環(huán),但不少于十次,以完成考試。在試用期間允許自動(dòng)復(fù)位設(shè)備循環(huán)。當(dāng)過(guò)流保護(hù)裝置在試驗(yàn)過(guò)程中動(dòng)作時(shí),以相同的充電時(shí)間重復(fù)試驗(yàn),但將電池連接到不使保護(hù)裝置動(dòng)作的最大負(fù)載。b) 按照 (a) 的充電條件,應(yīng)針對(duì)充電電路中可能出現(xiàn)的每個(gè)單個(gè)組件故障進(jìn)行,并導(dǎo)致電池過(guò)度充電。例外 1:被確定為可靠的保護(hù)裝置可以留在回路中而不會(huì)出現(xiàn)故障。見(jiàn) 2.4 和附錄 A。 例外 2:對(duì)于沒(méi)有保護(hù)裝置的電池,(b) 中的過(guò)充電條件不適用。
10.13 鋰離子電池不得爆炸或著火。對(duì)于鋰離子電池組樣品,測(cè)試不應(yīng)導(dǎo)致因電池內(nèi)部外殼破裂、破裂或爆裂而引起的化學(xué)物質(zhì)泄漏。
UL2054 濫用過(guò)充測(cè)試:
11.1 鋰電池應(yīng)在 20 ±5°C (68 ±9°F) 的環(huán)境溫度下進(jìn)行測(cè)試。
11.2 鋰離子電池應(yīng)承受 10 倍 C5 安培速率的連續(xù)充電電流,使用的電源電壓應(yīng)能在整個(gè)測(cè)試期間保持 10 倍 C5 安培速率。試驗(yàn)過(guò)程中,每個(gè)樣品的電池內(nèi)殼上都要標(biāo)明溫度。測(cè)試應(yīng)持續(xù)到鋰離子電池或電池發(fā)生爆炸、泄氣或單個(gè)操作保護(hù)裝置動(dòng)作,且電池內(nèi)部外殼溫度達(dá)到穩(wěn)態(tài)要求或恢復(fù)到環(huán)境溫度。如果 PTC 或其他可重新設(shè)置的保護(hù)裝置在測(cè)試期間工作,則在測(cè)試期間至少要重置 10 次。試驗(yàn)期間允許自動(dòng)復(fù)位裝置循環(huán)。
11.3 在試驗(yàn)過(guò)程中,配備保護(hù)裝置的鋰離子電池應(yīng)使用任何單獨(dú)的故障條件進(jìn)行單件故障,這種故障可能發(fā)生在充電電路中,并導(dǎo)致鋰離子電池過(guò)充電。
例外:被確定為可靠的保護(hù)裝置可以保留在電路中而不會(huì)出現(xiàn)故障。見(jiàn)附錄 A。
11.4 樣品不得爆炸或著火。
11.5 五個(gè)鋰離子電池中的至少一個(gè)應(yīng)經(jīng)受 11.2 和 11.3 中概述的測(cè)試,以 C5 倍率(例如:C 倍率)的 5 倍恒定電流充電,電源電壓足以維持該速率在整個(gè)測(cè)試期間
UL2054認(rèn)證強(qiáng)制放電測(cè)試:
12.1 本測(cè)試適用于多節(jié)電池應(yīng)用中使用的鋰離子電池,例如鋰離子電池組。鋰離子電池將在 20 ±5°C (68 ±9°F) 的環(huán)境溫度下進(jìn)行測(cè)試。
12.2 對(duì)于沒(méi)有并聯(lián)串的多節(jié)電池串聯(lián)配置,一個(gè)完全放電的電池應(yīng)與同類(lèi)型的充滿電的電池串聯(lián)進(jìn)行強(qiáng)制放電。與放電電池串聯(lián)的完全充電電池的數(shù)量等于電池組中的電池總數(shù)減去一。
12.3 對(duì)于并聯(lián)串的多電池串聯(lián)布置,完全放電的相同線路應(yīng)通過(guò)將其與完全充電的同類(lèi)電池串聯(lián)連接來(lái)強(qiáng)制放電。與放電并聯(lián)串串聯(lián)的完全充電電池的數(shù)量等于電池組中的電池總數(shù)減去放電并聯(lián)線路中的電池?cái)?shù)量。
12.4 五個(gè)電池組中的每一個(gè)都應(yīng)按照 12.2 或 12.3 中的描述進(jìn)行準(zhǔn)備,如適用。
12.5 一旦完全放電的電芯(或一串電芯)與規(guī)定數(shù)量的完全充電的電芯串聯(lián),形成的電池組應(yīng)短路。
12.6 試樣的正負(fù)端子應(yīng)連接電阻負(fù)載為 80±20 m ohms 的銅線。電池要放電,直到發(fā)生火災(zāi)或爆炸,或者直到它達(dá)到完全放電狀態(tài)并且電池外殼溫度恢復(fù)到環(huán)境溫度的±10°C(±18°F)。
12.7 在試驗(yàn)過(guò)程中,配備保護(hù)裝置的鋰離子電池應(yīng)在任何單一故障條件下發(fā)生單一元件故障,這種故障可能發(fā)生在放電電路中,并導(dǎo)致電池過(guò)度放電。
例外:
符合熱敏電阻型設(shè)備標(biāo)準(zhǔn) UL 1434 和家用和類(lèi)似用途自動(dòng)電氣控制標(biāo)準(zhǔn)第 1 部分:一般要求 UL 60730-1A 中規(guī)定的適用測(cè)試的正溫度系數(shù)設(shè)備,或其他被確定為可靠的保護(hù)裝置,可以保留在電路中而不會(huì)發(fā)生故障。有關(guān)其他組件標(biāo)準(zhǔn),請(qǐng)參見(jiàn)附錄 A。
12.8 鋰離子電池不得爆炸或著火。
UL2054認(rèn)證的有限電源測(cè)試:
13.1 鋰離子電池應(yīng)在 20 ±5°C (68 ±9°F) 的環(huán)境溫度下進(jìn)行測(cè)試。
13.2 擬作為有限電源的鋰離子電池應(yīng)符合下列條件之一:
a) 輸出在結(jié)構(gòu)上受到表 13.1 的限制,
b) 線性或非線性阻抗根據(jù)表 13.1 限制輸出。
如果使用正溫度系數(shù)設(shè)備,則應(yīng):
1) 符合熱敏電阻型設(shè)備標(biāo)準(zhǔn) UL 1434,
2) 通過(guò)要求附件中的制造偏差和漂移部分、耐久性部分、制造偏差和漂移部分以及耐久性部分中的特定測(cè)試用于使用家用和類(lèi)似用途自動(dòng)電氣控制標(biāo)準(zhǔn)的熱敏電阻進(jìn)行控制,第 1 部分:一般要求,UL 60730-1;或 3) 滿足家用和類(lèi)似用途的自動(dòng)電氣控制標(biāo)準(zhǔn),第 1 部分:一般要求,UL 60730-1 中用于 2.AL 類(lèi)動(dòng)作的設(shè)備的要求;
c) 調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)或集成保護(hù)電路 (IC) 限流器,按照表 13.1 限制輸出,無(wú)論是在正常工作條件下,還是在調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)或 IC 限流器出現(xiàn)任何單一模擬故障(開(kāi)路或短路)后;
d) 使用過(guò)電流保護(hù)裝置,輸出限制符合表 13.2。
13.3 使用過(guò)電流保護(hù)裝置時(shí),應(yīng)為熔斷器或不可調(diào)、不自動(dòng)復(fù)位的機(jī)電設(shè)備。
13.4 按照表 13.1 和 13.2 進(jìn)行 Uoc ISC 和 S 測(cè)量時(shí),鋰離子電池應(yīng)充滿電。
13.5 表 13.1 和 13.2 中引用的非電容性負(fù)載應(yīng)進(jìn)行調(diào)整,以形成在表 13.1 和 13.2 中注明的時(shí)間限制內(nèi)可以獲得的電流 (Isc) 和功率 (S) 的最大測(cè)量值。根據(jù)上述 13.2 項(xiàng) (c) 要求的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中的模擬故障適用于這些負(fù)載條件。
13.6 滿足限用電源要求的鋰離子電池可標(biāo)明“限用電源”“LPS”,表示其被視為限用電源。不符合這些要求的鋰離子電池,無(wú)論終端設(shè)計(jì)如何,都不應(yīng)標(biāo)記以表明它們是受限電源,并且分配給不需要受限電源的應(yīng)用。
13A鋰離子電池組件溫度測(cè)試
13A.1 帶外殼的鋰離子電池組應(yīng)在輸入(充電)和輸出(放電)條件下進(jìn)行定期溫度測(cè)試。作為該測(cè)試的結(jié)果,溫度敏感組件的溫度不應(yīng)超過(guò)表 13A.1 中列出的限制
13A.2 對(duì)于輸出負(fù)載溫度測(cè)試,完全充電的鋰離子電池組,應(yīng)在鋰離子電池組的輸出端子上承受恒定的電阻負(fù)載,輸出負(fù)載電流設(shè)置為略低于工作極限放電保護(hù)電路。監(jiān)測(cè)溫度直到熱穩(wěn)定或直到電池組處于其指定的端點(diǎn)電壓,以先到者為準(zhǔn)。
13A.3 輸入負(fù)載溫度測(cè)試應(yīng)在完全放電的電池組上進(jìn)行,以 0.2C/1 小時(shí)的恒定電流放電至制造商規(guī)定的放電終點(diǎn)電壓。
13A.4 對(duì)于輸入負(fù)載溫度測(cè)試,完全放電的鋰離子電池應(yīng)采用 CCCV 充電方法,最大充電電壓不超過(guò)電池制造商建議的最大充電電壓限值。試驗(yàn)時(shí),充電電流不得超過(guò)試驗(yàn)時(shí)最大充電電流或充電保護(hù)電路工作限值的三倍,取較小值。監(jiān)控溫度直到熱穩(wěn)定或電池組處于完全充電狀態(tài),以先到者為準(zhǔn)。
13A.5 當(dāng)以先前經(jīng)過(guò)的測(cè)試持續(xù)時(shí)間的 10%(但不少于 15 分鐘)的間隔取得三個(gè)漸進(jìn)讀數(shù)時(shí),溫度被認(rèn)為是穩(wěn)定的,表明沒(méi)有進(jìn)一步升高。
13A.6 鋰離子電池組內(nèi)的保護(hù)裝置在試驗(yàn)期間不得動(dòng)作。
13A.7 使用熱電偶監(jiān)測(cè)零件表面的溫度。熱電偶由 30 AWG 電線組成。可以使用更大尺寸的電線,但它們不應(yīng)超過(guò) 24 AWG,并且不應(yīng)大到足以導(dǎo)致被測(cè)部件出現(xiàn)散熱問(wèn)題。
13A.8 常溫試驗(yàn)期間,測(cè)溫T不應(yīng)超過(guò)(Tmax+Tamb-Tma)。
13B鋰離子電池組表面溫度測(cè)試
13B.1 帶外殼的鋰離子電池組應(yīng)在輸入(充電)和輸出(放電)條件下進(jìn)行定期溫度測(cè)試。
13B.2 對(duì)于輸出負(fù)載溫度測(cè)試,充滿電的鋰離子電池組應(yīng)在鋰離子電池組的輸出端子上承受恒定的電阻負(fù)載,輸出負(fù)載電流設(shè)置為略低于工作極限放電保護(hù)電路。監(jiān)測(cè)溫度直到熱穩(wěn)定或直到電池組處于其指定的端點(diǎn)電壓,以先到者為準(zhǔn)。
13B.3 輸入負(fù)載溫度測(cè)試應(yīng)在完全放電的鋰離子電池組上進(jìn)行,以 0.2C/1 小時(shí)的恒定電流放電至電池制造商規(guī)定的放電終點(diǎn)電壓。
13B.4 對(duì)于輸入負(fù)載溫度測(cè)試,完全放電的鋰離子電池應(yīng)采用 CCCV 充電方法,最大充電電壓不超過(guò)電池制造商推薦的最大充電電壓限值。試驗(yàn)時(shí),充電電流不得超過(guò)試驗(yàn)時(shí)最大充電電流或充電保護(hù)電路工作限值的三倍,取較小值。監(jiān)測(cè)溫度直到熱穩(wěn)定或電池組處于完全充電狀態(tài),以先到者為準(zhǔn)。
13B.5 當(dāng)以先前經(jīng)過(guò)的測(cè)試持續(xù)時(shí)間的 10%(但不少于 15 分鐘)連續(xù)讀取三個(gè)連續(xù)讀數(shù)時(shí),溫度被認(rèn)為是穩(wěn)定的,表明沒(méi)有進(jìn)一步升高。
13B.6 鋰離子電池組內(nèi)的保護(hù)裝置在試驗(yàn)期間不得工作。
13B.7 使用熱電偶監(jiān)測(cè)包裝外殼可觸及表面的溫度。熱電偶由 30 AWG 電線組成??梢允褂酶蟪叽绲碾娋€,但不得超過(guò) 24 AWG。
13B.8 在常規(guī)溫度測(cè)試期間,溫度測(cè)量 T 不應(yīng)超過(guò) (Tmax + Tamb - Tma)
UL2054認(rèn)證機(jī)械測(cè)試:
粉碎測(cè)試
14.1 鋰離子電池應(yīng)在 20 ±5°C (68 ±9°F) 的環(huán)境溫度下進(jìn)行測(cè)試。
14.2 鋰離子電池在兩個(gè)平面之間被擠壓。破碎力由液壓柱塞或類(lèi)似的施力裝置施加。使平面與細(xì)胞接觸,并繼續(xù)壓碎直到達(dá)到 13 ± 1.0 KN (3000 ± 224 磅) 的施加力。一旦獲得了最高的力量,它就會(huì)被釋放。
14.3 圓柱形或棱柱形鋰離子電池在其縱軸平行于破碎設(shè)備平面的情況下進(jìn)行破碎。棱柱形鋰離子電池也將繞其縱軸旋轉(zhuǎn) 90 度,以便寬邊和窄邊都受到擠壓力。每個(gè)鋰離子電池只能承受一個(gè)方向的壓碎力。每次測(cè)試將使用單獨(dú)的樣品。
14.4 硬幣型或紐扣型鋰離子電池的破碎應(yīng)使電池的平面與破碎裝置的平面平行。
14.5 鋰離子電池不得爆炸或著火。
UL2054認(rèn)證沖擊測(cè)試:
15.1 鋰離子電池應(yīng)在 20 ±5°C (68 ±9°F) 的環(huán)境溫度下進(jìn)行測(cè)試。
15.2 鋰離子電池試樣應(yīng)放置在平坦的表面上。一根直徑為 15.8 毫米(518 英寸)的棒位于樣品的中心。一個(gè) 9.1 ±0.46 kg(20 ±1 磅)的重物從 610 ±25 mm(24 ±1 英寸)的高度落到樣品上。
15.3 桶形或棱柱形電池受到?jīng)_擊時(shí),其縱軸平行于平坦表面,并垂直于橫跨測(cè)試樣品中心的直徑為 15.8 毫米(5/8 英寸)的曲面的縱軸。棱柱形電池也將圍繞其縱軸旋轉(zhuǎn) 90 度,以便寬邊和窄邊都受到?jīng)_擊。每個(gè)樣品鋰離子電池只承受一次沖擊。每次測(cè)試將使用單獨(dú)的樣品。
15.4 沖擊硬幣或紐扣鋰離子電池時(shí),試樣的平面應(yīng)平行于平面,直徑為 15.8 mm(5/8 英寸)的曲面位于其中心。
15.5 樣品不得爆炸或著火。
UL2054認(rèn)證沖擊測(cè)試:
16.1 鋰電池應(yīng)通過(guò)支撐電池所有安裝表面的剛性支架固定在試驗(yàn)機(jī)上。每個(gè)單元應(yīng)經(jīng)受總共三個(gè)同等強(qiáng)度的沖擊。沖擊應(yīng)在三個(gè)相互垂直的方向中的每一個(gè)上施加,除非它只有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的戰(zhàn)斧,在這種情況下,只應(yīng)測(cè)試兩個(gè)方向。每次沖擊都應(yīng)沿垂直于電池表面的方向施加。對(duì)于每次沖擊,鋰離子電池都應(yīng)以這樣的方式加速,即在最初的三毫秒內(nèi),最小平均加速度為 75 g(其中 g 是由于重力引起的局部加速度)。峰值加速度應(yīng)在 125 和 175 g 之間。鋰離子電池應(yīng)在 20 ±5°C (68 ±9°F) 的溫度下進(jìn)行測(cè)試。
16.2 樣品不得爆炸或著火。
16.3 樣品應(yīng)在測(cè)試后 6 小時(shí)進(jìn)行檢查,不得出現(xiàn) 5.2 中所述的排氣或泄漏。
UL2054認(rèn)證的振動(dòng)測(cè)試:
該組件鋰離子電池已根據(jù) UL1642 獲得 Underwriter Laboratories Inc. 的批準(zhǔn)。
17.1 鋰離子電池應(yīng)在 20 ±5°C (68 ±9°F) 的環(huán)境溫度下進(jìn)行測(cè)試。
17.2 鋰離子電池應(yīng)被限制為振幅為 0.8 毫米(0.03 英寸)[最大總偏移為 1.6 毫米(0.06 英寸)]的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
17.3 重復(fù)頻率應(yīng)以每分鐘 1 赫茲的速率在 10 和 55 赫茲之間變化,并在不少于 90 分鐘或不超過(guò) 100 分鐘內(nèi)返回。鋰離子電池在三個(gè)相互垂直的方向上進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于只有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)軸的鋰離子電池,鋰離子電池應(yīng)垂直于每個(gè)軸進(jìn)行測(cè)試。