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电池的安全性主要与以下几点相关：工作温度、充放电速率、过充与过放、短路与瞬时电流冲击、被挤压与冲击。 高温：首先电池就是一个封闭的容器，热胀冷缩本身会导致内部形成一定的挤压力，其次温度较高的情况下化学反应相对活跃，某些情况下会直接导致产生一定的气体（也就是我们常说的电池鼓包），泄压阀或外壳如果被顶开会直接造成电池内部堆积的锂金属与空气中的氧气反应，发生爆炸； 低温：电池在低温下内部的化学反应速度会变慢，极化内阻也会迅速增大，在这种情况下如果还保持一定的电流，锂离子迁越速度会超过氧化还原反应速度，此时多余的锂离子会集聚形成锂晶枝，可能刺穿隔膜导致内部短路； 过电流：类似于低温如果锂离子迁越速度超过氧化还原反应速度，多余的锂离子会集聚形成锂晶枝，可能刺穿隔膜导致内部短路，另外大电流造成的高温度同时也会导致内压增高等风险； 过电压：锂电池过充到电压高于 4.2V 后，会开始产生副作用。过充电压愈高，危险性也跟着愈高。锂电芯电压 高于 4.2V 后， 正极材料内剩下的锂离子数量不到一半， 此时储存格常会垮掉， 让电池容量产生永久性的下降。 如果继续充电，由于负极的储存格已经装满了锂离子，后续的锂离子会堆积于负极材料表面。这些锂离子会 由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔膜纸，使正负极短路。有时在短路 发生前电池就先爆炸，这是因为在过充过程，电解液等材料会裂解产生气体，使得电池外壳或压力阀鼓涨破 裂，让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应，进而爆炸。 过电压放电：锂电池在低于电压2.5V继续放电我们可称之为过放电，锂离子电池能够反复充电靠的是可逆的化学反应，但是过放电会导致锂离子活性物质分解破坏，之后并不一定可以被还原，轻则导致容量下降，重则导致电池失效。 被挤压与冲击：这些暴力方式会直接导致电池内部结构破坏，造成内部短路。 电池安全的相关安规，主要参考GB 31241-2014、GB/T 31485-2015、UN38.3、UL1642、IEC62133，摘录如下： | | | 将电池按照4.5.1 规定的试验方法充满电后，放置在20 "c土5 "C的环境中，待电池表面温度达到20 .C ±5 "c后，再放置30 min. 然后用导线连接电池正负极端，并确保全部外部电阻为80 mΩ±20 mΩ。试验过程中监测电池温度变化，当出现以下两种情形之一时，试验终止:
a) 电池温度下降到比峰值低20%;
b) 短接时间达到24 h。
电池应不起火、不爆炸，最高温度不超过150 ℃ 。 | | 将电池按照4.5.1 规定的试验方法充满电后，放置在55 "c土5 "C的环境中，待电池表面温度达到20 .C ±5 "c后，再放置30 min. 然后用导线连接电池正负极端，并确保全部外部电阻为80 mΩ±20 mΩ。试验过程中监测电池温度变化，当出现以下两种情形之一时，试验终止:
a) 电池温度下降到比峰值低20%;
b) 短接时间达到24 h。
电池应不起火、不爆炸，最高温度不超过150 ℃ 。 | | 将电池按照4.5.2 规定的试验方法放完电后，先用3 CA 及制造商推荐充电电流的3 倍中较大值恒流充电至表6 的试验电压，然后用该试验电压恒压充电。
试验过程中监测电池温度变化，当出现以下两种情形之一时，试验终止:
a) 电池持续充电时间达到7 h 及制造商定义充电时间中较大值;
b) 电池温度下降到比峰值低20% 。
电池应不起火、不爆炸，最高温度不超过150 oC 。 | | 将电池按照4.5.2 规定的试验方法放完电后，以1 CA 电流放电90min
电池应不起火、不爆炸、不漏液。 | | 将电池按照4.5.1 规定的试验方法充满电后，将电池放置于2 0 "c 土5 .C 的真空箱中，抽真空将箱内压强降低至11.6 kPa(模拟海拔15 240 m) ，并保持6 h.
电池应不起火、不爆炸、不漏液。 | | 将电池按照4.5.1 规定的试验方法充满电后，将电池放置在温度为20 .C 士5 .C 的可控温的箱体中进行如下步骤〈见图1):
a) 将样品放入温度为75 "c士2 "C的实验箱中保持6 h;
b) 后将实验箱温度降为-40 "c土2 "c ，并保持6 h; 温度转换时间不大于30 min
c) 再次将实验箱温度升为75 "C士2 "C，温度转换时间不大于30 min;
d) 重复步骤a)~c) ，共循环10 次。
电池应不起火、不爆炸、不漏液。 | | 将电池按照4.5.1 规定的试验方法充满电后，将电池紧固在振动试验台上，按表7 中的参数进行正弦振动测试。每个方向进行12 个循环，每个方向循环时间共计3 h 的振动。
电池应不起火、不爆炸、不漏液。 | | 将电池按照4.5.1 规定的试验方法充满电后，固定在冲击台上，进行半正弦脉冲冲击实验，在最初的3 ms 内，最小平均加速度为75ι ，峰值加速度为150 g n 土25 g n' 脉冲持续时间为6 ms 士1 ms.电池每个方向进行三次加速度冲击试验。
电池应不起火、不爆炸。 | | 将电池按照4.5.1 规定的试验方法充满电后，按1m 的跌落高度自由落体跌落于混凝土板上。
电池应不起火、不爆炸、不漏液。 | | 将电池按照4.5.1 规定的试验方法充满电后，将电池置于两个平面内，垂直于极板方向进行挤压，两平板间施加13.0 kN土0.78 kN 的挤压力。一旦压力达到最大值即可停止挤压试验，试验过程中电池不能发生外部短路。
电池应不起火、不爆炸。 | | 将电池按照4.5.1 规定的试验方法充满电后，将电池置于平台表面，将直径为15.8 mm 士0.2 mm 的金属棒横置在电池几何中心上表面，采用质量为9.1 kg 土0.1 kg 的重物从610 mm 士25 mm 的高处自由落体状态撞击放有金属棒的电池表面，并观察6 h。
电池应不起火、不爆炸。 | | 将电池按照4.5.1 规定的试验方法充满电后，将电池放入试验箱中。试验箱以(5 土2) "C / min 的温升速率进行升温，当箱内温度达到130 "c士2 "C后恒温，并持续30 min.
电池应不起火、不爆炸。 | | 将电池按照4.5.1 规定的试验方法充满电后，再将电池放置在试验工装的钢丝网上，试验工装见E.2 。如果试验过程中出现电池滑落的情况时，可用单根金属丝把电池样品固定在钢丝网上;如果无此类情况发生，则不可以捆绑电池。用火焰加热电池，当出现以下三种情况时停止加热:
a) 电池爆炸;
b) 电池完全燃烧;
c) 持续加热30 min. 但电池未起火、未爆炸。
试验后，组成电池的部件(粉尘状产物除外〉或电池整体不得穿透铝网。 |
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发表于 2018-5-8 15:08
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