其核心目的是模拟电芯在预期使用、合理可预见的误用以及非正常条件下的安全性表现。
一、基础要求(测试前提)
在进行所有测试前,电芯必须满足一系列设计、结构和工艺要求。测试样品通常需要满足项目并通过所有测试。
测试通常按“单一故障条件” 进行,即每次测试使用全新样品。项目可分为以下几大类:
1.电气测试
短路测试:
流程:在室温(20±5°C)和55°C环境下,分别用小于0.1Ω的总电阻(包括连接电阻)使电芯正负极外部短路。持续短路至电芯温度回落至峰值温度的20%以内或至少7天。
要求:不起火、不爆炸。
异常充电测试(过充):
流程:以制造商规定的最大充电电流和2倍的最大充电电压(或根据电芯类型计算的等效电压)对电芯充电。充电时间取决于电芯容量。
要求:不起火、不爆炸。
挤压测试:
流程:使用平面夹具(通常直径32mm)对电芯进行挤压,直至压力达到17.2MPa(2500 psi)或电芯电压下降≥100%,或变形量达到初始厚度的50%。挤压方向通常垂直于电芯的极片层叠/卷绕方向。
要求:不起火、不爆炸。
撞击测试(对于直径>18mm的圆柱电芯):
流程:将电芯放在平坦钢面上,一根直径15.8mm的钢棒横置在电芯中心。一个9.1kg的重物从610mm高度自由落体砸在钢棒上。
要求:不起火、不爆炸。
加速度测试(主要针对大型或航空应用):
流程:电芯在三个相互垂直的方向上承受恒定加速度(如75g),持续至少1小时。
要求:无质量损失、泄漏、排气、解体、起火或爆炸。
热滥用测试:
流程:将电芯置于重力对流或循环空气烘箱中,以(5±2°C/min)的速率升温至130±2°C并保持10分钟。
要求:不起火、不爆炸。
温度循环测试:
流程:将电芯置于可程序控温的箱体内,在-40°C到75°C(或更高,根据电芯规定)之间循环。进行多次极端高低温转换,每个极端温度下保持规定时间,转换时间要快。
要求:不起火、不爆炸、不漏液。
低气压(模拟高空)测试:
流程:在20±5°C下,将电芯置于压力≤11.6kPa(相当于海拔15,240米)的环境中至少6小时。
要求:不起火、不爆炸、不漏液。
强制放电测试:
流程:将电芯完全放电后,以规定的恒定电流(如1C电流)反向充电90分钟。
要求:不起火、不爆炸。
不正确的安装(反充)测试(适用于可更换电芯):
流程:模拟电芯在设备中装反的情况,强制使其以1C电流放电。
要求:不起火、不爆炸。
抛射体测试(仅适用于测试期间发生起火或爆炸的电芯):
流程:如果任何测试导致电芯起火或爆炸,需要将其放在钢丝网笼内进行相同的测试,检查是否有燃烧或爆炸碎片穿透网笼。
要求:无部分或全部穿透网笼。
通用通过/失败判定标准
在所有测试中,电芯必须满足以下条件才能被视为符合UL 1642标准:
不起火。
不爆炸。
测试后的最高表面温度不能超过规定限值(根据电芯类型,例如150°C或130°C)。
对于某些特定测试,还需满足无泄漏、无排气、无解体等要求。
电芯 vs. 电池包: UL 1642仅针对单个电芯。由多个电芯组成的电池包需要符合UL 2054标准(家用和商用电池包)或更专业的标准如UL 2580(汽车动力电池)、IEC 62133等。
“不起火,不爆炸”是底线: 该标准是安全底线标准,通过测试并不意味着电芯在正常使用中不会性能衰减或损坏。
与IEC标准的协调: 许多测试项目(如短路、过充、挤压、热滥用等)与IEC 62133-2等国际标准相似,但具体参数、流程和判定可能有所不同。
测试条件细化: 标准中对测试设备的精度、样品预处理(如充放电)、测试环境等有非常详细的规定。


