باتری های لیتیوم قابل شارژ ، به عنوان دستگاه های تأمین انرژی ضروری در تجهیزات الکترونیکی مدرن ، همواره مورد توجه توجه صنعت و در بین کاربران در مورد ایمنی آنها بوده است. برای اطمینان از استفاده ایمن از باتری های لیتیوم در سطح جهان ، کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک (IEC) و سایر سازمان های استاندارد سازی مجموعه ای از استانداردهای ایمنی دقیق و روشهای آزمایش را تدوین کرده اند. این مقاله با هدف ارائه منابع ارزشمند برای صنایع مرتبط ، به استانداردهای ایمنی بین المللی ، روشهای آزمایش و فرآیندهای صدور گواهینامه برای باتری های لیتیوم می پردازد.
I. استانداردهای ایمنی بین المللی باتری های لیتیوم
استانداردهای ایمنی بین المللی باتری های لیتیوم در درجه اول توسط IEC مشخص شده است که IEC 62133 یک استاندارد مهم برای عملکرد ایمنی باتری های لیتیوم قابل شارژ و باتری های نیکل است. این استاندارد با هدف اطمینان از ایمنی باتری ها در هنگام طراحی ، ساخت و استفاده ، جلوگیری از خطرات الکتریکی ، شیمیایی یا حرارتی انجام می شود. IEC 62133 به دو بخش تقسیم می شود: IEC 62133-1 برای باتری های مبتنی بر نیکل (مانند باتری های هیدرید نیکل و نیکل فلزی) اعمال می شود ، در حالی که IEC {6}} به طور خاص به باتری های مبتنی بر لیتیوم (مانند باتری های لیتیوم و لیتیوم و لیتیوم-پلیمر) اعمال می شود.
IEC 62133-2 نیازهای ایمنی مختلفی را برای باتری های لیتیوم ، از جمله محافظت از سلول و باتری ، الزامات ساختار پوشش ، سیستم های مدیریت باتری (BMS) ، محافظت از هزینه بیش از حد ، محافظت بیش از حد و عملکرد ایمن در شرایط مختلف محیطی پوشش می دهد. این استاندارد به باتری ها نیاز دارد تا اقدامات محافظتی مؤثر در طراحی خود داشته باشند تا از خطرات مانند شارژ بیش از حد ، شارژ بیش از حد و مدارهای کوتاه در هنگام شارژ ، تخلیه و ذخیره جلوگیری کنند. علاوه بر این ، پوشش باتری باید به اندازه کافی قوی باشد تا در برابر اثرات و فشارهای مکانیکی خارجی مقاومت کند و از پارگی یا نشت جلوگیری کند. علاوه بر این ، باتری های لیتیوم به طور معمول برای نظارت بر ولتاژ باتری ، جریان و دما برای جلوگیری از شارژ بیش از حد ، شارژ بیش از حد و گرمای بیش از حد ، به یک سیستم مدیریتی نیاز دارند.
جدا از استاندارد IEC 62133 ، چندین استاندارد مرتبط دیگر عملکرد ایمنی باتری های لیتیوم را حاکم می کنند. به عنوان مثال ، IEC 61032 بر عملکرد محافظتی باتری ها تمرکز دارد و از نشت عناصر داخلی به دلیل فشار خارجی ، ضربه یا سایر عوامل خارجی جلوگیری می کند. IEC 60068 یک استاندارد گسترده آزمایش محیطی است که برای ارزیابی پایداری باتری ها در شرایط مختلف محیطی از جمله دما ، رطوبت ، لرزش و آزمایش شوک استفاده می شود.
ii. روش های آزمایش باتری های لیتیوم
برای اطمینان از اینکه باتری های لیتیوم مطابق با استانداردهای ایمنی بین المللی هستند ، مجموعه ای از آزمایشات دقیق انجام می شود. این تست ها با هدف شبیه سازی سناریوهای مختلفی که باتری ها ممکن است در استفاده واقعی با آنها روبرو شوند و ایمنی و قابلیت اطمینان آنها را تأیید کنند. موارد زیر برخی از روشهای آزمایش اولیه باتری های لیتیوم است:
آزمایش اتصال کوتاه: قطب های باتری برای آزمایش واکنش آن در شرایط اتصال کوتاه ، از جلوگیری از آتش سوزی یا انفجار کوتاه می شوند.
تست بیش از حد: باتری فراتر از ولتاژ دارای امتیاز خود برای آزمایش توانایی خود در جلوگیری از شارژ بیش از حد و اطمینان از منفجر شدن یا نشت آن شارژ می شود.
آزمایش بیش از حد تخلیه: باتری تحت آزمایش بیش از حد تخلیه قرار می گیرد تا اطمینان حاصل شود که با خیال راحت در شرایط بیش از حد تخلیه خاموش می شود ، از آسیب یا خطرات ایمنی ناشی از تخلیه بیش از حد جلوگیری می کند.
آزمایش تخلیه اجباری: اطمینان می دهد که باتری به دلیل تخلیه ناهموار یا سایر عوامل در هنگام وقوع گسل ، بیش از حد گرم یا مشتعل نمی شود.
تست چرخه دما: پایداری باتری را تحت تغییرات شدید دما آزمایش می کند و عملکرد آن را در محیط های با درجه حرارت بالا و پایین شبیه سازی می کند و از عدم وجود نشت ، تورم ، انفجار یا احتراق اطمینان می دهد.
آزمایش درجه حرارت بالا: باتری را در یک محیط با درجه حرارت بالا انجام می دهد تا ثبات آن را مشاهده کند ، و اطمینان حاصل می کند که از فراری حرارتی رنج نمی برد.
تست ارتعاش: شرایط حمل و نقل را از طریق لرزش شبیه سازی می کند ، ساختار مکانیکی باتری را برای ثبات آزمایش می کند و اطمینان حاصل می شود که آسیب دیده یا به دلیل لرزش از بین نمی رود.
Drop Test: آزمایش می کند که آیا باتری در هنگام ریزش یا تأثیرگذاری ، خطرات ، نشت یا خطر ایجاد می کند.
تست فشرده سازی: فشار خارجی را برای باتری اعمال می کند تا آزمایش کند که آیا این کار را ترک می کند ، مشتعل می شود یا تحت زور منفجر می شود.
این روشهای آزمایش ، عملکرد الکتریکی باتری ، عملکرد مکانیکی و سازگاری با محیط زیست را پوشش می دهد و از ایمنی آن در شرایط شدید مختلف اطمینان حاصل می کند.
iii فرآیند صدور گواهینامه برای باتری های لیتیوم
برای اطمینان از اینكه محصولات باتری لیتیوم مطابق با استانداردهای ایمنی بین المللی هستند ، تولیدكنندگان باید تحت یك سری فرآیند صدور گواهینامه دقیق قرار بگیرند. موارد زیر مراحل کلی برای صدور گواهینامه باتری لیتیوم است:
طراحی مطابق با استانداردها: تولید کنندگان باید اطمینان حاصل کنند که طراحی باتری با الزامات IEC 62133 و سایر استانداردهای مربوطه ، از جمله طراحی سلول ، نصب مدارهای محافظ و انتخاب مواد و سازه های پوشش ، مطابقت دارد.
تهیه اسناد فنی: تولید کنندگان باید اسناد فنی از جمله مشخصات باتری ، نقشه های طراحی ، لیست مواد ، کتابچه راهنمای محصول و غیره را تهیه کنند تا ثابت کنند که این محصول مطابق با الزامات استانداردهای ایمنی بین المللی است.
آزمایش محصول: تولید کنندگان باید محصولات خود را با IEC 62133 و سایر مدارک صدور گواهینامه استاندارد برای آزمایش ارسال کنند. موارد آزمایش شامل عملکرد الکتریکی ، عملکرد مکانیکی ، سازگاری با محیط زیست و ایمنی است. آزمایشگاه آزمایشات را مطابق با روشهای استاندارد توصیف شده و گزارش های آزمون صادر می کند.
برنامه صدور گواهینامه: تولید کنندگان گزارش های آزمون و اسناد فنی مرتبط را به بدنه صدور گواهینامه ارسال می کنند تا برای IEC 62133 و سایر گواهینامه های استاندارد درخواست کنند. بدنه صدور گواهینامه برای اطمینان از رعایت محصول با نیازهای استاندارد ، مطالب ارسال شده را بررسی می کند.
حسابرسی کارخانه (در صورت کاربرد): در برخی از فرآیندهای صدور گواهینامه ، بدنه صدور گواهینامه همچنین ممکن است کارخانه سازنده را حسابرسی کند تا اطمینان حاصل شود که فرآیندهای تولید ، کنترل کیفیت و سایر جنبه ها مطابق با استانداردهای ایمنی بین المللی هستند و از کیفیت مداوم محصول اطمینان حاصل می کنند.
صدور گواهینامه صدور گواهینامه: پس از بررسی و آزمایش ، اگر محصول الزامات استانداردهای ایمنی بین المللی را رعایت کند ، نهاد صدور گواهینامه گواهی صدور گواهینامه را صادر می کند. تولید کنندگان می توانند محصول را با علامت صدور گواهینامه برچسب گذاری کنند تا رعایت آن با استانداردهای بین المللی را اثبات کنند.
نکته قابل توجه ، الزامات صدور گواهینامه ممکن است در کشورها و مناطق مختلف متفاوت باشد. به عنوان مثال ، در چین ، با توجه به "نظرات دفتر عمومی شورای دولتی در مورد تعمیق اصلاحات سیستم مدیریت صنعت الکترونیکی و الکتریکی" و مقررات مربوطه ، باتری های لیتیوم یون و بسته های باتری مورد استفاده در محصولات الکترونیکی و برقی نیاز به صدور گواهینامه محصول اجباری (صدور گواهینامه CCC) دارند. تولید کنندگان باید مطابق با استانداردها و مقررات مربوطه ، برای صدور گواهینامه درخواست و دریافت کنند.
IV پایان
استانداردهای ایمنی بین المللی ، روشهای آزمایش و فرآیندهای صدور گواهینامه برای باتری های لیتیوم قابل شارژ ، حفاظت های اساسی برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان محصولات باتری است. با پیروی از استانداردهای ایمنی بین المللی و انجام آزمایش و صدور گواهینامه دقیق ، تولید کنندگان می توانند اطمینان حاصل کنند که محصولات باتری لیتیوم آنها استانداردهای بین المللی را در عملکرد الکتریکی ، عملکرد مکانیکی و سازگاری با محیط زیست رعایت می کند. این امر نه تنها فروش سازگار محصولات در بازار جهانی را تسهیل می کند بلکه به طور موثری خطرات ایمنی را در هنگام استفاده کاهش می دهد. در همین حال ، با پیشرفت فناوری و تغییر بازار ، استانداردهای ایمنی بین المللی و روشهای آزمایش همچنان به روز می شود و برای سازگاری با خواسته ها و چالش های جدید بهبود می یابد. بنابراین ، صنایع مرتبط باید به طور مداوم آخرین تحولات در استانداردهای بین المللی را تحت نظر داشته باشند ، به طور مداوم ایمنی محصول و رقابت را افزایش می دهند.