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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    詳解鋰離子電池新國標

    2021-04-25 ryder

      鋰離子電池在日常生活中的地位,應當說已經和碗筷差不多了。吃飯離不開碗筷,同樣,當你捧著手機傻笑,或者戴個耳機陶醉的時候,是鋰離子電池在背后默默付出。但問題就在于,鋰離子電池和碗筷一直以來都是沒有哪些國家強制標準的。當然選購碗筷很簡單,一般只要干凈衛生美觀不割嘴就行了。鋰離子電池就不一樣了,沒有一個強制的標準,就容易成為身邊的一顆炸彈。輕則設備損壞,重則人身傷害。2014年12月,干呼萬喚始出來《便攜式電子產品用鋰電池和電池包安全要求》(GB31241-2014)發布。至此,魚龍混雜的鋰離子電池行業,終將迎來洗牌的時刻。

      你身邊的鋰離子電池安全嗎?你肯定覺得,咱這是正規廠商的正規產品,那質量必然是有保證的。然而實際卻不一定。2013年3月15日,浙江省工商總局通報了流通范疇手機的質量監測結果,三星、摩托羅拉、HTC、索尼愛立信、華為、中興等17個知名品牌紛紛倒下,被列為“不合格產品”。相關人士表示,這次隨機抽取的36批次手機商品中,合格的為9批次,不合格的為27批次,合格率僅為25%,總體質量狀況不容樂觀。

      測試結果顯示,27批次不合格手機商品中,有20個批次的手機沒有達到“電池熱沖擊”的標準要求。電池熱沖擊項目是國家強制性安全性指標《蜂窩電話用離子電池總規范》(GB/T18287-2000)中檢驗手機鋰離子電池安全性能的緊要標準。該項目通過將電池放置在高溫實驗箱中升至150℃+2℃并保溫30分鐘,如果電池合格就不會爆炸起火或漏液,反之,則為不合格的產品。

      當然,對以日常生活來說,這個測試條件顯得苛刻了點。平時,150℃的高溫就算電池扛得住,電子設備可能也廢了。但鋰離子電池并不只是遇到高溫才出事,以“鋰離子電池爆炸”為關鍵詞搜索新聞,分分鐘就能找到一萬多條,排除用戶非正常手段(例如分析、短路、火燒)造成的爆炸外,多數是由于鋰離子電池自身質量不合格造成的,甚至還有源頭上就出事的。

      2014年11月,東莞市鳳崗鎮玉泉工業區安科產業園的東莞市今明陽電池科技有限公司發生火災,造成5人搶救無效死亡,6人受傷住院。火災原由就是,電池加工出來之后需進行首次充電,而平時首沖環節,電池自燃情況常常發生,所有人都習以為常,滅火器隨手一噴就處理。但這一次,是上百個已充電的電池堆放在一起,自燃之后,火勢很快就失控了。然而,一個連加工環節都存在諸多隱患的電池產品,還能夠讓人去放心地使用嗎?

      即使是上游合格大廠加工的電池,也不能保證100%安全,要不鋰離子電池怎么會成為航空運輸限制物品之一呢。就算是數碼界的時尚風向標蘋果也不能幸免,近幾年iPhone鋰離子電池爆炸的消息頻頻見諸媒體,不管廠商再怎么辯解再怎么推托責任,事實就是你的鋰離子電池質量還是出了問題。

      鋰離子電池的另一個緊要陣地移動電源同樣是重災區。移動電源品牌眾多,李鬼與李逵并存,不是每個廠商都有能力加工電芯,最好的方法就是找上游電芯廠商采購。但任何產品也不能保證100%合格,上游廠商們不合格的電芯哪里去了?很多都是被“李鬼”們買去組裝移動電源了。這樣的山寨貨,從根源上就具備炸彈的潛質。

      鋰離子電池行業可以說是亂象叢生,事故頻出,很多人對鋰離子電池的關注已經鎮靜量轉移到了安全性。業內人士奔走呼吁:是時候規范這個行業了。

      其實對于鋰離子電池,國際國內都有多個標準提出了相關的安全要求,例如聯合國的《聯合國危險物品運輸實驗和標準手冊》中關于鋰離子電池運輸要求(UN38.3)、國內的《移動電話用鋰離子蓄電池及蓄電池包總規范》(GB/T18287-2013)等。但這些規范要么不具備國家強制性(如UN38.3僅對運輸范疇適用),要么對于鋰離子電池的安全要求并不太全面。

      2014年12月5日,中國國家標準化管理委員會發布第27號公告,批準發布234項國家標準,其中就蘊含了業內望眼欲穿的《便攜式電子產品用鋰電池和電池包安全要求》(GB31241-2014)。

      該標準由工信部指揮,中國電子技術標準化研究院聯合深圳市比克電池有限公司、飛毛腿(福建)電子有限公司等多家相關企業共同起草完成,將于2015年8月1日正式實行。從標準代號GB可以看出,該標準為國家強制性標準。中國質量認證中心隨后將《便攜式電子產品用鋰電池和電池包安全認證規范》根據標準由CQC3306-2013修改為GB31241-2014,同時,并開始使用新版的實行規矩和認證根據標準,來受理便攜式電子產品用鋰電池以及電池包安全認證的申請。

      新標準GB31241規定,凡是符合“不超過18kg的預定可由使用人員常常攜帶的移動式電子產品”使用的鋰電池和電池包,均需要執行標準給出的強制性要求。標準適用的便攜式電子產品包括便攜式辦公產品如筆記本電腦、PDA等;移動通信產品如手機、無繩電話、藍牙耳機、對講機等;便攜式音視頻產品如便攜式電視機、便攜式DVD播放器,MP3/MP4播放器、攝像機、照相機、錄音筆等;其他便攜式產品如電子導航儀、數碼相框、游戲機、電子書等。當然標準強調了,‘上述所列舉的便攜式電子產品并未包括所有的產品,因此未列出的產品并不一定不在本標準的范圍內:也就是說,將來的可穿戴式電子產品使用的鋰離子電池也可能需要滿足該標準的要求。另外標準還提出,“對于在車輛、船舶、飛機上等特定場合使用,以及對于醫療、采礦、海底作業等特殊范疇使用的便攜式電子產品用鋰電池或電池包可能會有附加要求”。意味著這些范疇所使用的鋰電子產品的安全性會得到進一步的提高。

      新頒布的《便攜式電子產品用鋰電池和電池包安全認證規范》國家強制標準GB31241,綜合采納了多項國內外電池標準(如UL、UN、IEC等)中的成熟安全探測項目,此外還對電池熱沖擊、外部短路、跌落、過充電等探測項目進行了修改完善,并補充了保護電路、標識耐久性等要求,特別是針對電池包的保護電路也提出了相應的安全要求和詳盡實驗辦法。

      新標準對鋰離子電池的探測達到了無死角傾覆,同時也十分苛刻。我們發現,其中電池包的探測項目中除了蘊含常規的一般安全要求(安全工作參數、標識要求、警示說明、耐久性)以外,還特別提出了對電池包環境的實驗、電池包安全實驗、電池包保護電路安全探測要求、系統保護電路安全要求等30多項探測。應當說這是目前國內外對于便攜式鋰電池最為全面的—項安全標準。這也使得這項標準初頒布即引發行業的極大關注。那么新標準是不是會導致鋰電子的研發、加工難度更高7MC記者通過相關測試機構知道到,新標準的技術要求對上游電芯廠商應當沒有太大影響,因為探測指標與現行的UL和IEC標準差異不大,產品指標基本都能夠滿足。但仍需仔細核對標準中的要求,例如5.3節“標識和警示說明”這部分內容對產品有筆直影響,你的電池也許質量各方面都合格了,但由于沒按要求進行標識,在新標準實行之后可能也會被查處。(文字標識真的很緊要,對廠商而言也可以減少一些麻煩。國外有“本電熨斗不宜當做取暖器之類的弱智說明其實并不弱智,不信參考麥當勞因咖啡燙傷美國老太被起訴的案例)。

      此外,相關測試機構表示,鋰離子電池今后可能會被納入強制認證的范圍,類似電源有單獨的3C認證。目前認監委、工信部、質檢總局對電池強制認證比較關注,正在研究強制認證的實行過渡期。不過這個強制認證在今年8月1日之前不會推出。

      對于上游正規廠商而言,這是一個利好消息,他們有實力去加工符合新國標要求的電池產品。而李鬼終將現形,從而改變目前劣幣驅逐良幣的困局。當然前期可能會有點痛苦因為不合格的產品沒了銷路,下游的山寨廠商被新標準擋在了行業大門之外,所以只能自行銷毀,否則也許將面臨處罰。但這只是“成長之痛”,從長遠看,行業會得到健康發展。

      所以,從鋰離子電池新國標來看,對于企業來說:它對正規的大型鋰電加工企業的基本沒有太大的影響,因為這些大企業本身就采用了嚴格的加工工藝;而對于一些小作來說,鋰離子電池新國標的發布將對其起到嚴格的限制作用。對于我們消費者而言,鋰離子電池新國標的發布,會大大增強鋰電產品的安全性。比如在提高鋰離子電池的封裝嚴密性等方面,就能在一定范圍內能夠有效地對消費者起到人身和財產安全的保護作用。

      新標準出臺前,也有人誤認為這對于假貨泛濫的移動電源、各自為政的汽車鋰離子動力電池也會有規范作用。但工信部鋰電池安全標準特別工作組的專家已經明確表示,“GB31241是鋰電池安全標準,不是移動電源標準,不能看成移動電源標準。”這是因為,移動電源屬于有獨立功能、可以單獨銷售和使用的產品,屬于一種整機設備。而電池只是整機設備的一個部件或者元件。GB31241屬于元器件標準,而非整機標準。

      依據相關解釋,移動電源的安全性評估應使用整機標準GB4943.1-2011或者GB8898。其中GB4943.1-2011為《信息技術設備安全第1部分:通用要求》,GB8898-201,I是《音頻、視頻及類似電子設備安全要求》。兩種要求相差不大,詳盡使用哪一個標準要看移動電源給何種設備供電。GB4943.1-2011和GB8898均要求整機設備的安全關鍵件滿足相應的元器件安全標準要求。鋰電池是移動電源(屬于整機設備)的安全關鍵件,因此GB31241發布實行之后,移動電源除了鋰電池非得滿足GB31241的要求外,其余的安全要求需要用GB4943.’I或者GB8898來評估。因為移動電源作為一個整機設備,安全性不是只靠一個元器件標準GB31241就能夠傾覆的。

      據透露,在已經下達制定計劃的移動電源國家標準《信息技術便攜式數字設備用移動電源通用規范》內容中,對于移動電源的安全性將綜合考慮整機設備的安全(GB4943.11/GB8898)和鋰電池的安全(GB31241)。

      同樣只能“路過”的還有汽車動力電池。此前,坊間有報道認為,動力電池單體電池國家標準已經制定完成,并提交國家標準委。這一消息很快被業內人士否定。目前只是電動車用鋰離子動力電池國家標準中高功率使用和高能量使用部分的意見稿已完成,并處于公示及意見征求階段。

      誤解,其實是從側面反映了業界對于移動電源和汽車動力電池國標的急切需求。

      寫在最后

      一個產業、一個行業要發展,沒有標準一定是亂局。鋰離子電池行業之前的亂象正是由于市場沒有規則和不守規則造成的。《便攜式電子產品用鋰電池和電池包安全要求》(GB31241-2014)的出臺,將極大提高鋰電池加工制造的安全門檻,規范市場秩序,一些山寨產品及不合格品牌將被洗牌出局。當然,不是說有新標準就萬事無憂,一個行業要有出路,除了行業法規標準之外,企業也應當做到自律。

      當然,作為用戶來說,我們還需要關心一點,就是新國標的探測費用希望不要太高,畢竟這個探測成本最終還是要落到我們消費者頭上的。此外,我們比較關心的移動電源國標什么時候來臨呢7據全國信息技術標準化委員會發布的關于召開《信息技術便攜式數字設備用移動電源通用規范》國家標準啟動會的通知可以看到,該會議在今年年初已經召開,相信移動電源的國標也即將發布。

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