GB 31241-2022锂电池测试新标准之试验项目内容

GB 31241-2022锂电池测试新标准之试验项目内容

本引言旨在介绍本文件的要求所依据的原则,理解这些原则对设计和生产安全的锂离子电池和电池组是很有必要的。需要注意的是本文件仅考虑锂离子电池和电池组的基本的安全要求以提供对人身和财产的安全保护,而不涉及性能和功能特性。
随着技术和工艺的进一步发展必然会要求进一步修订本文件。在本文件范围内锂离子电池和电池组导致的危险是指:
--漏液,可能会直接对人体构成化学腐蚀危害，或导致电池供电的电子产品内部绝缘失效间接造
成电击、着火等危险:
--起火,直接烧伤人体,或对电池供电的电子产品造成着火危险; --爆炸,直接危害人体,或损毁设备;
--过热,直接对人体引起灼伤，或导致绝缘等级下降和安全元器件性能降低，或引燃可燃液体。漏液危险可能是由内部应力或外部应力的作用下壳体破损引起的。造成起火和爆炸危险的原因可
能是电池内部发生热失控。而热失控可能是由于电池内部短路、电池材料的强烈氧化反应等引起的。
在确定电池或电池组采用何种设计方案时，遵守以下的优先次序;
--首先,如有可能,优先选择安全性高的材料,尽量避免使用容易出现热失控的材料;
--其次,如果无法实行以上原则，那么需设计保护装置，减少或消除危险发生的可能性，如增加保
护装置等;
--最后,如果上述方案和其他的措施均不能彻底避免危险的发生，那么需对残留的危险采取标识
和说明的措施。

本文件规定了便携式电子产品用锂离子电池和电池组的安全要求和试验方法。
本文件适用于便携式电子产品用的锂离子电池和电池组(以下简称为电池和电池组),属于本文件
范围内的便携式电子产品示例如下:

a)便携式办公产品:笔记本电脑、平板电脑等; 
b) 移动通信产品:手机、无绳电话、对讲机等;

c)便携式音/视频产品:便携式电视机、便携式音/视频播放器、照相机、摄像机、录音笔、蓝牙耳
机、便携式音箱等;

d)其他便携式产品:电子导航器、数码相框、游戏机、电子书、移动电源、便携式储能电源、便携式
投影仪、可穿戴设备等。
与上述示例类似用途的锂离子电池和电池组可参考使用本文件。

对于在车辆、船舶、飞机上等特定场合使用,以及对于医疗、采矿、海底作业等特殊领域使用的便携式电子产品用锂离子电池或电池组可能会有附加要求。
本文件不适用于电子烟用锂离子电池和电池组。

锂电池测试新标准GB 31241-2022之试验项目内容：

7.1 低气压

将电池按照451规定的试验方法充满电后,将电池放置干20℃+5℃的直空箱中,抽直空将箱内压强降低至 11.6 kPa(模拟海拔 15 240 m),并保持6h。
具体试验方法按照 GB/T 2423.21 中的相关规定。电池应不起火、不爆炸、不漏液。

7.2 温度循环

将充满电的电池放置在温度为20℃士5℃的可控温的箱体中进行如下步骤: a) 将试验箱温度升高为 72 ℃士2 ℃,并保持 6h; b) 将试验箱温度降为-40℃士2 ℃,并保持6h; c) 重复步骤 a)~b),共循环 10次;
d) 在室温20℃士5 ℃下至少保存6h。
试验过程中每两个温度之间的转换时间不大于30 min,步骤示意图见图 3。具体试验方法按照 GB/T 2423.22 中的相关规定。

7.3 振动

每个方向进行12个循环,每个方向循环时间共计3h的振动。
圆柱型和纽扣型电池按照其轴向和径向两个方向进行振动试验,方型和软包装电池按照三个相互垂直的方向进行振动试验。
具体试验方法按照 GB/T 2423.10 的相关规定。电池应不起火、不爆炸、不漏液。

7.4 加速度冲击
将充满电的电池固定在冲击台上，进行半正弦脉冲冲击试验,在最初的3ms内,最小平均加速度为75g,峰值加速度为150g士25g脉冲持续时间为6ms士1ms。电池每个方向进行三次加速度冲击试验。
圆柱型和纽扣型电池按照其轴向和径向两个方向进行冲击试验，方型和软包装电池按照三个相互垂直的方向依次进行冲击试验。
具体试验方法按照 GB/T 2423.5 的相关规定。

7.5 跌落
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。
圆柱型和纽扣型电池两个端面各跌落一次，圆柱面跌落两次，共计进行四次跌落试验;方型和软包装电池每个面各跌落一次,共进行六次试验。
电池应不起火、不爆炸。

7.6 挤压

将电池按照451规定的试验方法充满电后，将电池置于两个平面内,垂直干极板方向进行挤压。
两平板间施加 13.0kN0.78kN的挤压力.挤压电池的速度为0.1mm/s。一旦压力达到最大值或电池的电压下降三分之一,即可停止挤压试验。试验过程中电池应防止发生外部短路。
圆柱型电池挤压时使其纵轴向与两平板平行,扣式电池采用电池上下两面与两平板平行的方式进行挤压试验.方型电池(硬壳)、长度小于25mm的方型软包装电池及其他类型电池只对电池的宽面进行挤压试验。对于样品长度不小于25mm的方型软包装电池，需将直径25mm的钢质半圆柱体置于
电池宽面上进行挤压,半圆柱体纵轴经过宽面儿何中心且与电池极耳方向垂直,长度需大于被挤压电池
尺寸,挤压力达到表 10 中软包装电池宽度对应挤压力后截止。
试验中电池放置方式参照图4所示。1个样品只做一次挤压试验。挤压过程中,挤压达到截止条件和挤压装置停止的时间间隔应不大于100 ms。

7.7 重物冲击

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15.8mm土0.2mm的金属棒横置在电池儿何中心上表面.采用质量为9.1ke01kg的重物从610mm±25mm的高处自由落体状态撞击放有金属棒的电池表面,并观察6h。
要求圆柱型电池冲击试验时使其纵轴向与重物表面平行,金属棒与电池纵轴向垂直且尽量与冲击面平行,方型电池只对宽面进行冲击试验。扣式电池进行冲击试验时将金属棒横跨过电池表面中心。1个样品只做一次冲击试验。
电池应不起火,不爆炸。
注:对于软包装电池，本条不适用。

7.8 热滥用

将电池按照451规定的试验方法充满电后,将电池放人试验箱中。试验箱以5℃/min士2℃/min的温升速率进行升温,当箱内温度达到 130 ℃士2 ℃后恒温,并持续 30 min。
电池应不起火、不爆炸。

7.9 燃烧喷射

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,试验工装见附录C的C2。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)或电池整体不应穿透铝网。