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Was ist die Prüfnorm IEC 62133? - Teil 1

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Was ist die Prüfnorm IEC 62133? - Teil 1

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Lithium-Ionen-Akkus haben die Vorteile einer hohen spezifischen Energie, einer hohen Spannung, einer langen Lebensdauer und einer geringen Selbstentladung. Sie hat sich zu einer der wichtigsten Stromversorgungen für tragbare elektronische Produkte wie mobile Kommunikationsgeräte, Notebooks und Elektrowerkzeuge entwickelt. Bei unsachgemäßer Verwendung (z. B. Erhitzung, Überladung, Kurzschluss, Vibration, Extrusion usw.) können Lithium-Ionen-Batterien jedoch Brände, Explosionen und sogar Personenschäden verursachen. Daher ist das Sicherheitsproblem der Lithium-Ionen-Batterie zum Engpass für ihre Entwicklung geworden. Gegenwärtig untersuchen viele Länder oder Prüfinstitute neue Sicherheitstechnologien für Lithium-Ionen-Batterien und formulieren wissenschaftlichere und perfektere Normen. So gelten beispielsweise folgende Prüfnormen für Lithiumbatterien für tragbare Geräte: 1EC62133, UL1642, JIS C8714, IFEE1625, UN38.3, usw. In diesem Papier werden hauptsächlich die Unterschiede zwischen der Ausgabe 2002 und der Ausgabe 2012 der Norm IEC62133 für Lithium-Ionen-Batterien für tragbare Geräte unter den Aspekten der inhaltlichen Anordnung der Prüfgegenstände, der Prüfobjekte, der Prüfparameter usw. analysiert und verglichen.

1.Prüfgegenstände

IEC62133:2002 und 2012 haben eine Reihe von Anpassungen und Änderungen an den Prüfgegenständen für die Prüfung von Lithium-Ionen-Batterien vorgenommen, sowohl an den Prüfgegenständen als auch an den Prüfobjekten. Was die Prüfgegenstände betrifft, so wurden in der Ausgabe 2012 die Prüfgegenstände gestrichen, die sich in der Ausgabe 2002 auf die Schutzfunktion einer einzelnen Batterie bei Vibration, mechanischem Schock, Temperaturwechsel, niedrigem Luftdruck und Hochgeschwindigkeitsladung bezogen, und es wurden zwei neue Prüfgegenstände hinzugefügt: Transportprüfung und erzwungene interne Kurzschlussprüfung. Die Transportprüfung in IEC62281 umfasst die Prüfpunkte niedriger Luftdruck, Temperaturwechsel, Vibration, Stoß, externer Kurzschluss, Schlag und Extrusion. Obwohl das Testprojekt denselben Namen trägt, unterscheidet sich der tatsächliche Testablauf erheblich. Zum Beispiel sind die Anforderungen des externen Kurzschlusstests vom Leitungswiderstandswert abhängig, dieselbe Probe muss während des Transporttests den Dauertest durchlaufen, und die Quetschladeverfahren sind unterschiedlich, was später im Detail verglichen und analysiert wird.

Was den Prüfgegenstand betrifft, so sind die Punkte der Vibrations-, Schock- und Temperaturzyklusprüfung in der Norm IEC62.133:2002 auf die Prüfung von elektrischen Zellen und Batteriepacks anwendbar; die Transportprüfung in der Norm 2012 konzentriert sich jedoch nur auf die Prüfung des elektrischen Kerns, die auch die Sicherheitsbewertung des elektrischen Kerns im Transportprozess betont. Bei der Überladeprüfung konzentriert sich die neue Norm nur auf die Überladesicherheit des Batteriepacks.

2.Analyse der Unterschiede zwischen den Normen

2.1 Vergleich der gleichen Prüfgegenstände

Zusätzlich zu dem gleichen Ladeverfahren wie in der Ausgabe 2002, d. h. Laden bei einer Umgebungstemperatur von (20 ± 5) ℃ nach der vom Hersteller angegebenen Methode. Die Ausgabe 2012 schreibt auch neue Ladeverfahren für vernünftigerweise vorhersehbaren Missbrauch (externer Kurzschluss der Batteriezelle und des Batteriesatzes), Hitzemissbrauch, Extrusion und erzwungene interne Kurzschlussprüfungen vor, d. h. die Ladevorbehandlung (die derzeit für Lithiumbatterien verwendet wird) wird bei der oberen Grenzprüftemperatur von 45 ℃ und der unteren Grenzprüftemperatur von 10 ℃ mit der oberen Grenzladespannung von 4,25 V/Zelle und dem vom Hersteller angegebenen maximalen Ladestrom durchgeführt.

Wenn die neue obere Grenzladespannung und die obere und untere Grenzprüftemperatur angenommen werden, müssen bestimmte Prüfungen durchgeführt werden, um die Akzeptanzstandards der entsprechenden Prüfungen zu erfüllen und die Sicherheit der Batterie zu gewährleisten. Spezifische Prüfinhalte: Auf der Grundlage der strukturellen Stabilität des positiven Materials, der strukturellen Stabilität des Elektrolyten und anderer Materialeigenschaften ist es notwendig, die Sicherheit der geladenen Batterie unter der neuen oberen Grenzprüftemperatur zu gewährleisten, und 5C zur neuen oberen Grenzprüftemperatur hinzuzufügen, um die Ladebedingungen in 8.1.2 der IEC62133:2012 zu erfüllen; Basierend auf der Lithium-Ionen-Absorptionsfähigkeit des negativen Elektrodenmaterials und der Lithium-Ionen-Mobilität des Elektrolyten (entsprechend der Temperatur) ist es notwendig, die Sicherheit der geladenen Batterie bei der neuen unteren Grenzprüftemperatur zu gewährleisten und - 5 ℃ zu der neuen unteren Grenzprüftemperatur hinzuzufügen, um die Ladebedingungen von 8.1.2 anzuwenden und die entsprechenden Prüfanforderungen zu erfüllen.

(1) Überladung

Die Überladungsprüfung dient dazu, die potenziellen Sicherheitsrisiken der Batterie zu simulieren, wenn die Erkennung der Ladespannung falsch ist, das Ladegerät ausfällt oder das falsche Ladegerät verwendet wird. Im Allgemeinen ist die Überladungsprüfung von Lithium-Batteriezellen ein schwer zu bestehender Test, und die Anforderungen an die 10-V-Ladespannung sind zu streng. In der Tat sind die meisten Batterien mit einer PCB-Schutzplatine und einem Spannungsbegrenzungs-Schutzkreis ausgestattet, die eine Überladung der Batteriezelle wirksam verhindern können. In der Norm von 2012 wurde die Überladungsprüfung der Batteriezelle gestrichen und eine Überladungsprüfung für den Batteriesatz entwickelt. Das heißt, der vollständig entladene Akkupack muss mit 2,0 l (IA=C Ah/1h) Konstantstrom geladen werden, und die Spannung darf die empfohlene maximale Ladespannung oder 5,0 V/Zelle nicht überschreiten, was ausreicht, um einen konstanten Strom aufrechtzuerhalten.

(2) Externer Kurzschluss

Die Prüfung des externen Kurzschlusses in der Norm IEC62133:2002 umfasst den Kurzschluss bei zwei Temperaturen von (20 ± 5) ℃ und (55 ± 5) ℃. Der Widerstand des äußeren Stromkreises darf 100 m Ω nicht überschreiten. Die Einzelbatterie oder der Batteriesatz ist 24 Stunden lang zu prüfen oder bis die Gehäusetemperatur um 20 % gegenüber der Höchsttemperatur gesunken ist, je nachdem, was kürzer ist. In der Norm von 2012 wurden jedoch große Änderungen vorgenommen: Erstens wird für die Batteriezelle oder den Batteriesatz ein neues Ladeverfahren eingeführt; zweitens wird der Widerstandswert des externen Stromkreises genauer festgelegt, nämlich auf (80 ± 20) m Ω; schließlich wird die Umgebungstemperatur für die Zellen- und Batterieprüfung getrennt, d. h. die Zellenprüfung wird bei (20 ± 5) ℃ durchgeführt, während die Batterieprüfung bei (55 ± 5) ℃ erfolgt. Es ist zu erkennen, dass die Änderung des Batterielademodus das Niveau des Sicherheitstests der Lithiumbatterie verbessert hat. Gleichzeitig ist der Grenzwert des Widerstandes Wert strenger auf die Prüfgeräte.