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Was ist die UN 38.3 T6 Prüfung? - Teil 2

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Was ist die UN 38.3 T6 Prüfung? - Teil 2

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3.Forschung zur T6-Testmethode

Für die T6-Prüfung ist es aufgrund der Vielfalt der existierenden Lithiumbatterietypen notwendig, verschiedene Prüfmethoden für unterschiedliche Typen von Lithiumbatteriezellen auszuwählen. Bei den Untersuchungen der Lithiumbatterie-Arbeitsgruppe des Sachverständigenausschusses der Vereinten Nationen für das Verkehrswesen wurden Testmethoden wie Quetschung, Nageldurchdringung, stumpfer NASA-Einstich und der erzwungene interne Kurzschluss des japanischen PSE diskutiert.

Diese Tests werden im Folgenden kurz vorgestellt:

1) Quetschtest: Der Quetschtest ist eine sehr verbreitete Prüfmethode für Lithiumbatterien, die bei Missbrauchstests in verschiedenen Normen verwendet wird. In der IEC 60.086-4 Primärbatterien - Teil 4: Sicherheit von Lithiumbatterien wird dieser Test als alternative Methode für schwere Schlagprüfungen einiger Batterietypen verwendet. Im Allgemeinen wird die Batterie in zwei Ebenen zusammengedrückt und nach Erreichen eines bestimmten Drucks losgelassen. Dieser Test kann nicht bei allen Arten von Lithiumbatteriezellen einen internen Kurzschluss verursachen, aber er ist eine der ausgereifteren und weit verbreiteten Methoden.

2) Nageldurchdringung: Dies ist ebenfalls eine gängige Testmethode für den Missbrauch von Lithiumbatterien. Aber der beschädigte Teil während des Tests ist nur auf den Nageleindringungspunkt beschränkt. Der Teil mit dem Kurzschluss ist relativ klein und die Wärmeentwicklung ist relativ langsam, so dass der Effekt des internen Kurzschlusses begrenzt ist.

3) Japanischer erzwungener interner Kurzschluss: Dieser Test ist ein erzwungener interner Kurzschlusstest für Batteriezellen, der von Japan vorgeschlagen wurde. Im Jahr 2008 führte die japanische Regierung die PSE-Zertifizierung für Lithium-Ionen-Batterien ein, die vorschreibt, dass alle Lithium-Ionen-Batterien, die nach dem 20. November 2008 nach Japan exportiert werden und den Bestimmungen des japanischen Gesetzes über die Sicherheit von Elektrogeräten entsprechen, von der PSE zertifiziert werden müssen. Dieser Test ist ein wichtiger Prüfpunkt für die PSE-Zertifizierung von Lithium-Ionen-Batterien.

Das Prüfverfahren ist wie folgt: Die vollständig geladene Lithium-Ionen-Batteriezelle wird zerlegt, ein kleines Nickelblech wird zwischen die positive aktive Substanz und die negative aktive Substanz sowie zwischen die positive Aluminiumfolie und die negative aktive Substanz eingelegt, die Batteriezelle wird eingewickelt, die Position des Nickelblechs wird markiert, es wird abgedichtet, auf den Teil der Batteriezelle, an dem das Nickelblech angebracht ist, wird unter bestimmten Temperaturbedingungen Druck mit einer Geschwindigkeit von 0.1 mm/s unter bestimmten Temperaturbedingungen, und wenn der beobachtete Spannungsabfall größer als 50 mV ist, oder wenn der Druck den Anforderungen entspricht (zylindrische Batterie 800 N, quadratische Batterie 400 N), stoppen Sie das Absenken des Druckwerkzeugs für 30 Sekunden, und entfernen Sie dann den Druck. Wenn die Batteriezelle während der Prüfung kein Feuer fängt, sind die Prüfanforderungen erfüllt.

Dieser Test stellt hohe Anforderungen an die Batteriezellen, aber es gibt auch einige Unstimmigkeiten. Wenn beispielsweise die elektrochemische Umgebung der Batterie während der Demontage beschädigt wird, ist es ungewiss, ob die neu verpackten Batteriezellen den internen Kurzschluss normaler Batterien wirksam simulieren können; außerdem müssen die Sicherheit des Prüfverfahrens und die Anforderungen an das Personal berücksichtigt werden. Daher ist ihr Anwendungsbereich begrenzt.

4) Stumpf: Bei dieser Prüfung handelt es sich um eine von UL (Underwriters Labo ratings Inc.) vorgeschlagene Methode zur Simulation eines internen Kurzschlusses in der Batterie, die das Risiko der Demontage der Batterie durch die japanische Methode des erzwungenen internen Kurzschlusses verringert. Die Methode besteht darin, eine stumpfe Stahlnadel zu verwenden, um die Batterie mit einer langsamen Geschwindigkeit von 0,1 mm/s in der Mitte der Batterie einzustechen, und die Änderung der Batterie-Leerlaufspannung und der Temperatur zu beobachten, bis der Spannungsabfall 100 mV erreicht. Der Vorteil dieses Tests besteht darin, dass die Batterie nicht zerlegt werden muss und die elektrochemische Umgebung in der Batterie nicht beschädigt wird, so dass er gut durchführbar ist. Da der stumpfe Einstich jedoch in der Batteriehülle erfolgt, kann die interne Kurzschlussposition der Batterie nicht genau kontrolliert werden. Ob dieser Test den internen Kurzschluss der Batterie vollständig simulieren kann, wird noch untersucht.

4.Überarbeitung der T6-Prüfung in UN38.3

Auf der Grundlage der Diskussion der Experten in der Lithiumbatterie-Arbeitsgruppe, einschließlich der Untersuchungen zu den oben beschriebenen Prüfmethoden, hat der Verkehrsexpertenausschuss der Vereinten Nationen

Das Komitee hat einen Beschluss zur Überarbeitung der T6-Prüfungen der UN38.3 gefasst. Die wesentlichen Inhalte sind wie folgt:

1) Es wird ein Crush-Test hinzugefügt, der für prismatische, Beutel-, Knopfbatterien und einige zylindrische Batteriezellen gilt. Für zylindrische Batteriezellen, die nicht in den Anwendungsbereich der Quetschprüfung fallen, wird weiterhin die ursprüngliche T6-Schlagprüfung verwendet.

Quetschmethode: Die Quetschgeschwindigkeit des ersten Kontaktpunktes beträgt 1,5 cm/s. Extrudieren, bis eine der folgenden drei Bedingungen erfüllt ist:

(1) Die Quetschkraft erreicht (13 ± 0,78) kN;

(2) Der Spannungsabfall muss mindestens 100 mV betragen;

(3) Die Verformung der Zelle muss mindestens 50 % betragen.

Die Prüf- und Beobachtungszeit beträgt 6 Stunden. Die Außentemperatur des Prüfmusters darf während der Prüf- und Beobachtungszeit 170 ℃ nicht überschreiten, und es darf keine Demontage oder Feuer auftreten.

2) Der ursprüngliche Gewichtsaufpralltest wurde ebenfalls überarbeitet, einschließlich: Der Toleranzbereich für den Durchmesser der Prüfstange und das Gewicht des Hammers wurde erhöht; die Länge der Prüfstange ist begrenzt; das Material der Stange ist begrenzt; es wird durch die Textbeschreibung betont, dass der Hammer senkrecht zur Probe fallen sollte und die Reibung und Traktion beim Fallen minimiert werden sollte.

Die wichtigsten Inhalte nach der Überarbeitung sind wie folgt:

Legen Sie die Probe auf eine glatte, waagerechte Fläche, legen Sie einen Stab aus rostfreiem Stahl des Typs 316 mit einem Durchmesser von (15,8 ± 0,1) mm und einer Länge von mindestens 6 cm oder der längsten Abmessung der Batteriezelle (der größeren) auf die Mitte der Probe und lassen Sie einen schweren Hammer mit einem Gewicht von (9,1 ± 0,1) kg aus einer Höhe von (61 ± 2,5) cm auf den Schnittpunkt der Probe und des Stabes fallen. Beim Fallenlassen ist eine vertikale Gleitschiene zu verwenden, die nahezu reibungsfrei ist und die Zugkraft des Hammers minimiert. Die zur Führung des schweren Hammers verwendete Gleitschiene ist in einem rechten Winkel von 90 ° zur horizontalen Auflagefläche zu halten.

3) Der Prüfzweck wurde überarbeitet, um die mechanische Beanspruchung zu simulieren, die durch den Aufprall und das Zerdrücken schwerer Gegenstände verursacht wird und einen internen Kurzschluss verursachen kann. Diese Überarbeitung fügt eine Auswahlmethode für T6 hinzu, d.h. verschiedene Prüfmethoden können für verschiedene Arten von Batteriezellen verwendet werden, was einen Durchbruch in dieser Norm darstellt, die Anwendbarkeit der Norm erhöhen kann und auch eine gute Grundlage für die weitere Verfeinerung und Stärkung dieser Norm in der Zukunft darstellt.

5. Schlussfolgerung

Obwohl die Prüfmethode UN38.3 T6 überarbeitet wird, ist die Simulation des internen Kurzschlusstests von Lithiumbatteriezellen immer noch ein Thema, das untersucht werden muss. Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Lithiumbatterietechnologie selbst und der ständigen Verbesserung der Sicherheitsanforderungen ist es noch wichtiger, dieses Testprojekt zu entwickeln. Nur durch die ständige Untersuchung und Erforschung der elektrochemischen Eigenschaften und der Merkmale der Einsatzumgebung von Lithium-Ionen-Batterien können wir wissenschaftlichere, gezieltere und praktikablere Lithium-Batterie-Prüfgegenstände und Prüfbedingungen formulieren. Auf diese Weise kann die Bewertung der Sicherheit von Lithiumbatterien weiter verbessert und die Verkehrssicherheit erhöht werden.