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动力电池的UN测试
信息来源:武汉万贯国际|官网新能源科技有限公司 发布时间:2019-06-13 09:52 浏览次数:

动力电池的UN测试

          前段时间香港国际机场的锂电池燃烧事故,特斯拉和蔚来冒烟起火,再次将动力电池的安全性与运输问题暴露在公众眼前,那么为什么会出现这种事故呢?那就要从锂电池的特性说起。
        锂离子电池的基本原理是化学性质活跃的锂离子在电池的阴极和阳极之间的移动。准确地讲,充电时电池阳极(cathode)处的锂氧化物中的电子在外界电场作用下移动,通过外部电路最终流向阴极(anode),从而是的锂离子向阴极扩散,锂离子电池中的隔膜的作用就是为了选择性地透过锂离子且阻止电子通过,使得充电时锂离子会从阳极向阴极移动,即在阴极(主要是石墨及粘合剂等材料)嵌锂(即锂离子嵌入石墨形成的空隙中,宏观上形成一种碳理化合物);放电时电池的电流方向是电子从阴极向阳极移动,从而导致阴极电子减少,阳极电子增多,从而锂离子向阳极移动,即阴极脱锂,锂离子的移动方向也代表了电流在电池内部的移动方向。因此,总而言之,锂离子移动的的动力在于外界电位差导致电子的移动,从而锂离子形成定向扩散。
      我们知道锂是化学性质十分活跃的金属元素,在外界环境发生变化时容易产生意想不到的后果。例如温度交变使得电芯极片结构或者外部结构发生变形,进而导致隔膜损坏或者正负极材料在金属箔上的脱落;还有振动或者气压变化导致的结构破坏,引起电芯的内部短路等。
       随着锂离子电池的大规模商业化使用,为了解决锂离子电池运输的问题,联合国制订了《关于危险货物运输的建议书》 用于规范危险品的运输。TDG法规是联合国于上个世纪50年代为了规范危险货物国际运输而专门制定的法律性文件,也是全球危险货物运输法规的基础性文件,它的技术修订将对危险货物的海运、空运等领域产生深远影响。
       其中,关于锂离子电池的运输测试在38.3章节中,因此相关的测试也叫锂离子电池的UN38.3测试,通过此项测试的电池包就会拿到相应的UN38.3安全检测报告,然后根据此项报告,民航才能为此批次的电池进行航空运输。

而UN38.3中的测试,可以主要归纳为如下几项:
T1 高度模拟实验: 在压力≤11.6kPa,温度20±5℃的条件下,保存6个小时以上;
T2 热模拟: 在75±2℃和-40±2℃的条件下, 进行高低温冲击试验,在极限温度中存放时间≥6h,高低温转换时间≤30min,冲击10次,然后室温(20±5℃)存放24h,试验总时间至少一周;
T3 振动实验: 15min 内从7Hz至200Hz完成一次往复对数扫频(正弦波频率按对数变化叫对数扫频)正弦振动, 3h内完成三维方向振动12次。
T4 冲击实验: 150g、6ms或50g、11ms半正弦冲击,每个安装方向进行3次,总共18次;
T5 外短路实验: 在55±2℃、外电阻<0.1Ω条件下短路,短路时间持续到电池温度回到55±2℃后1h。
T6 碰撞实验: 电池上方放置直径为15.8mm、高度大于6cm的圆柱,9.1kg重物自61±2.5cm高处落下碰撞圆柱,同时在检测电池表面温度。
T7 过充电实验: 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。
T8 强制放电实验: 电池串连12V直流电源,以最大放电电流进行强制放电。
在完成上述试验,并且达到相应标准之后,就会获得相应的UN38.3的安全测试报告。另外,国际海事组织颁布的《国际海运危险品规则》(IMDGCODE),也将从2018年1月开始在中国强制执行。
       目前,关于锂电池运输的行业规范,绝大多数是针对航空和航海运输,针对锂电池陆地运输的规范很少。但实际上,锂离子电池陆地运输所发生的火灾事故并不少,说来也是触目惊心。尽管如此,如果仅就此来质疑新能源汽车的安全性,依旧是有失偏颇的。因为从概率上讲,传统汽车上搭载的汽油相较锂离子电池更是易燃易爆,每年发生的爆炸燃烧事故更是数不胜数。人们对新鲜事物的过分关注自然无可非议,但是我们不能因噎废食,在关注安全的同时,也应该从生产、制作和运输的各个方面对锂离子电池进行全方位的验证,保障消费者的合法权益。

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