UL2054安全標(biāo)準(zhǔn)(鋰電池)前　言本標(biāo)準(zhǔn)含有覆蓋UL規(guī)定的大類的產(chǎn)品的基本要求。這些要求基于合理的工程原理，研究和試驗(yàn)結(jié)論以及現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，并且參考了制造商、用戶、檢查機(jī)構(gòu)和其它一些有專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的機(jī)構(gòu)或人士的意見。A.遵守本標(biāo)準(zhǔn)的要求是制造商在制造產(chǎn)品時應(yīng)具備的一個基本條件。B.產(chǎn)品僅能書面滿足本標(biāo)準(zhǔn)條文規(guī)定不足以斷定滿足本標(biāo)準(zhǔn)，比如：當(dāng)檢測和試驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)其它特征不滿足本標(biāo)準(zhǔn)安全水平的要求。C.產(chǎn)品采用的材料或結(jié)構(gòu)與本標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求不符的不能認(rèn)為符合本標(biāo)準(zhǔn)。如果該產(chǎn)品采用的材料或由采用不同于本標(biāo)準(zhǔn)所列的結(jié)構(gòu)形成；但性能可以符合標(biāo)準(zhǔn)要求的，有可能斷定符合本標(biāo)準(zhǔn)。D.UL在執(zhí)行客戶的安全測試要求時，并不承諾為客戶的產(chǎn)品負(fù)責(zé)，UL只是依據(jù)當(dāng)前水平考慮到的一些實(shí)際安全限制及要求為產(chǎn)品提供一個專業(yè)的判斷。UL對產(chǎn)品造成的危害不承擔(dān)義務(wù)。E.許多本標(biāo)準(zhǔn)的測試由于其固有的危險(xiǎn)性，必須有足夠的人身及財(cái)產(chǎn)安全防護(hù)措施。簡　介1.領(lǐng)域1.1這些要求針對二次（可重復(fù)充電）電池。這些電池包含單芯、兩個或兩個以上多芯串/并聯(lián)結(jié)構(gòu)的電池組。1.2這些要求目的是降低鋰電池在用于產(chǎn)品時著火或爆炸的危險(xiǎn)。這些電池能否接受并依賴于他們能否滿足所應(yīng)用的完整產(chǎn)品應(yīng)符合的要求.1.3這些要求為了組裝電池供一般的用戶使用,這些要求不適用于那些按產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)中的要求的設(shè)計(jì)為使用連接電池和產(chǎn)品成最終成品的電池的連接,比如合適的電子工具標(biāo)準(zhǔn)UL745.1.4這些要求也傾向于降低用戶更換的Li電池因著火或爆炸而對人身造成的危害。1.5這些要求涵概了容量達(dá)到10AMH的電芯,,由這些電芯組裝而成的電池組.1.6本要求不包括食入鋰電池及其組成物造成的有毒危害,也不包括當(dāng)電池被切開時對人造成的傷害情況。1.7這些電池包括的金屬Li或Li合金，或Li離子也要達(dá)到UL1642標(biāo)準(zhǔn)對于LI電池的要求.1.8產(chǎn)品的某些特征、特性或零部件、材料或整個系統(tǒng)與本標(biāo)準(zhǔn)要求的有所不同時，只要包含著火、電擊、對人可能造成傷害的應(yīng)采用適當(dāng)?shù)母郊恿悴考徒K端產(chǎn)品要求進(jìn)行評估，以保證可接受的安全水平。2.概述2.1測量總論2.1.1如果一個測量值后面括號里有另一個值時，第二個值可能僅是大概值，第一個值是要求的數(shù)值。2.2術(shù)語 Lithiumbattery(ies) 和 batter(ies) 均包含用戶可更換的和技師可更換的鋰電池。3.總論3.1本標(biāo)準(zhǔn)對一些術(shù)語的定義3.2Battery-（1）單芯或（2）一組電芯串/并聯(lián)。3.3Battery，Secondary-能夠放電和充電許多次的電池。3.4Cell-單個含有正、負(fù)極的電化學(xué)電芯。3.5Component,current-limity任何零件在不正常條件下所采用的限流措施，限制電流的零件包括電阻、保險(xiǎn)絲或熱切斷部件。3.6Current,Abnormalcharged對一次性電芯或電池按錯誤的操作條件充電。3.7COMPONENT,TEMPERATURE-LIMITING 在非正常條件下,任何組件都須受到溫度的限制,溫度限制組件包括溫度保護(hù)器和溫度保險(xiǎn)絲.3.8Discharged,Forced將電池同外部電源串聯(lián)強(qiáng)制性放電，目的使電池最終成反極性狀態(tài)。3.9Discharged,Fully當(dāng)連接一個100 電阻而且短路電流減小至小于1mA,電池死循環(huán)回路電壓低于0.2V即認(rèn)為電池完全放電。3.15Material,Toxic-在sax工業(yè)材料危險(xiǎn)性能參考手冊中標(biāo)稱的有毒工業(yè)產(chǎn)品。3.10EXPLOSION 當(dāng)電芯或電池零件被強(qiáng)制性打開并且電芯或電池殼體破損或劈成兩半或更多的情形.3.11Venting-電池或電芯的電解液以液態(tài)、滴狀或蒸汽從所設(shè)計(jì)的閥或密封機(jī)構(gòu)中泄漏。3.12PROTECTIVEDEVICES 如FUSE,二極管和限流器能夠防止漏電流,在電路中將放電電流限制在一個流向上放電或限流.3.13RATEDCAPACITY 將一個電芯或電池接在由廠商定制細(xì)則的負(fù)載,溫度保險(xiǎn)絲和電源保險(xiǎn)絲的電路中測得的容量,單位AMH.3.14C5AMPRATE 將一個電芯或電池放電5小時,讓其電壓降到廠商標(biāo)稱的截止點(diǎn)時測得的電流,單位A.3.15SHORTCIRCUIT 將電芯或電池的正負(fù)極以接近零電阻的通路短接放電.結(jié)構(gòu)組成4.總論4.1殼體4.1.1鋰電池殼體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度足以抵抗所濫加的壓力，而不致引起著火。用戶可替換的鋰電池應(yīng)有足夠的強(qiáng)度而不致于傷到人。4.1.2電池的外殼必須足夠堅(jiān)硬而不容易被折彎,一些機(jī)械工具的使用必須減小其機(jī)械力量要求來打開外殼.除了:1.這些要求不適用于電極含量小于0.04g電芯或電池.2.對于比較大的電芯或電池,它會反復(fù)彎曲或者折彎后不會導(dǎo)致在Section5中定義的漏液現(xiàn)象,或者加熱溫度超過了60 C(140 F)而導(dǎo)致彎曲,那么這里的要求對其都不適用,4.2電解質(zhì)4.2.1用戶可更換的電池不應(yīng)含有壓力蒸氣或噴出傷害眼睛的有毒蒸氣和液體,或電池殼體在正常實(shí)驗(yàn)室條件下23 2 C(73 3.6 F)受沖擊時漏出的有毒液體。性能5.總論5.1電池應(yīng)當(dāng)按9-15節(jié)要求測試，其中12節(jié)（強(qiáng)制放電試驗(yàn)）僅適用于電芯用于多電芯的場合，如電池組.環(huán)境場所測試,見18-21(包括粉碎試驗(yàn),壓縮試驗(yàn),澆鑄解壓試驗(yàn)，高度摸擬試驗(yàn)),這些只針對有塑料外殼包裝的電池.5.2在這個標(biāo)準(zhǔn)中大部分的測試電芯和電池必須不會爆炸或著火.在沖擊測試中,見16節(jié),在加速度測試中,見17節(jié),250lb.粉碎測試,見19節(jié),塑料解壓測試,見20節(jié),高度模擬測試,見21節(jié),溫度循環(huán)測試,見25節(jié),被測試的樣品必須不會發(fā)生漏液.對這些測試電池泄漏應(yīng)符合表5.1損失標(biāo)準(zhǔn)：表5.1漏液或泄漏質(zhì)量損失標(biāo)準(zhǔn)電芯或電池的質(zhì)量最大質(zhì)量損失不超過1g0.5％1～5g0.2％＞5g0.1％5.3當(dāng)一個電芯或電池達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)中對于使用合格的測試要求的話,那么必須特別注意使用這些電芯或電池了.5.4可靠的最終產(chǎn)品設(shè)備要求電池的輸出電壓是受限制的.受限電壓源的測試,見13節(jié),其用以確定所申請的電芯或電池是否適用.6.樣品6.1新的二次電芯或電池按9-25節(jié)要求測試，測試樣品數(shù)量見表6.1。當(dāng)一組具有不同尺寸的電芯或電池，他們采用近似的電化學(xué)原理制造，可以選取一個代表尺寸進(jìn)行測試。表6.1一次電池測試用數(shù)量TestSection所需新電池?cái)?shù)ElectricalTests電氣測試短路測試室溫下測試在60 C下測試不正常充電105強(qiáng)制過充115強(qiáng)制過放125受限制電壓133MechanicalTests機(jī)械測試壓縮145沖擊155加速度165振動175BatteryEnclosureTests電池外部測試用250lb力擠壓193澆鑄解壓試驗(yàn)高度沖擊213FireExposureTests臨近火源測試燃燒試驗(yàn)225噴射235EnvironmentalTests環(huán)境測試加熱245熱循環(huán)2556.2所有的測試電池都必須在滿充狀態(tài)下進(jìn)行,除非做不正常充電和強(qiáng)制過放測試.7.重要的試驗(yàn)注意事項(xiàng)7.1某些鋰電池在按10-19節(jié)測試時可能爆炸，個人須防護(hù)好以免飛出碎片、爆破力突然釋放的熱量以及爆炸噪音產(chǎn)生危害。試驗(yàn)區(qū)域應(yīng)通風(fēng)良好。7.2在按9、11、14.15節(jié)部分測試時，電池殼體溫度應(yīng)當(dāng)檢測在電池外表面溫度超過90℃時，所有參與測試人員均不能接觸其外表面。7.3為安全起見，22節(jié)燃燒（烘烤）試驗(yàn)時，23節(jié)拋射試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)在單獨(dú)與觀察者隔離的空間進(jìn)行。8.溫度測量8.1熱電偶絲面積 0.21mm2， 0.05mm2，并配合熱電勢測量設(shè)備8.2測量時熱電偶應(yīng)緊貼電池殼體表面電性能試驗(yàn)9.短路試驗(yàn)9.1每個測試電池樣品正、負(fù)極采用阻值＜0.1 的Cu線短接，電池放電直至起火或爆炸，或直至電池完全放電，殼體溫度重新降至室溫停止。9.2試驗(yàn)在室溫和60 2℃進(jìn)行，電池在室溫或60 2℃達(dá)到與環(huán)境平衡穩(wěn)定后再短接。9.3除非制造商指明是串聯(lián)或并聯(lián)，電池應(yīng)單獨(dú)測試。對于串聯(lián)或并聯(lián)應(yīng)用，另外五套電池需進(jìn)行測試，采用電池的最大數(shù)目根據(jù)所用串/并聯(lián)數(shù)目定。9.4當(dāng)電池中有過流或熱保護(hù)裝置時且已經(jīng)過UL認(rèn)證的，需將電池在保護(hù)裝置未打開的最大負(fù)載情況下測試，沒有認(rèn)證過的保護(hù)性裝置則須將之短接。9.5樣品應(yīng)不起火、不爆炸，外殼或電池殼體溫度不超過150℃。10.非正常充電測試10.1將電池按制造商提供的容量放掉后進(jìn)行測試10.2每個電池樣品遭受的充電電流為3倍的制造商普通指定的充電電流，將電池連接于一直流電源上。特殊充電電流的獲得是通過串聯(lián)一特殊尺寸和規(guī)格的電阻后獲得的。試驗(yàn)時間通過下式計(jì)算：tc=2.5C/3Ictc 充電時間（h）；C 容量（Ah）；Ic 制造商一般指定的充電電流（A）最小測試時間應(yīng)為48h，這并不要求初始充電電流維持48h。10.3當(dāng)電池經(jīng)過認(rèn)證的過流或熱保護(hù)裝置時，電池按最大負(fù)載而不引起保護(hù)裝置起作用的條件測試。未經(jīng)過認(rèn)證的保護(hù)裝置則應(yīng)將起短接后試驗(yàn)。10.4樣品應(yīng)不起火不爆炸11.強(qiáng)制過充測試11.1用于測試的樣品電池以10*C5的恒定電流充電,每個電池或電芯都要貼上熱偶合組件然后充電直到電池或電芯爆炸,漏液,或外殼表面的溫度恢復(fù)到環(huán)境溫度或者達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài).11.2在測試中,起反應(yīng)的過流和熱保護(hù)裝置必須要經(jīng)過安規(guī)認(rèn)證，沒有經(jīng)過認(rèn)可的保護(hù)裝置則應(yīng)將其短路。11.3樣品應(yīng)不起火、不爆炸.12強(qiáng)制放電試驗(yàn)12.1本測試適用于多電芯組合應(yīng)用的場合，比如電池組。12.2一個完全放電的電芯被強(qiáng)制性串聯(lián)同型號的新電芯，串聯(lián)的新電芯數(shù)目=串聯(lián)應(yīng)用的最大數(shù)目-1。5個電芯在室溫完全放電后測試。12.3當(dāng)完全放電的電芯與特定數(shù)目的新電芯串接好后，形成的電池組進(jìn)行短路測試。12.4正、負(fù)極端子連接到阻值小于0.1 的Cu在線，電池放電直至起火或爆炸，或者直至電池殼體溫度回落至接近室溫時試驗(yàn)終止。12.5樣品應(yīng)不起火、不爆炸13受限制電壓測試13.1由改變負(fù)載阻抗使得電路從開路狀態(tài)為短路狀態(tài)來確定電芯或電池的最大輸出容量PMAX,,過流或熱保護(hù)裝置須置為不可用或旁路狀態(tài).13.2此測試中用到3個樣品電池必須在過流保護(hù)和熱保護(hù)的裝置下將其充電到滿充狀態(tài),電池用20AWG長的鎳鉻合金線接在等效電阻的負(fù)載上得到PMAX=13.1.在測試中用到的粗棉布的兩面要包裹在鎳鉻合金在線,然后監(jiān)控電池兩端和粗棉布之間在電路穩(wěn)定狀態(tài)下的電壓和電流60秒的時間.13.3若已經(jīng)有經(jīng)過安標(biāo)認(rèn)證的過流和熱保護(hù)裝置在測試中起反應(yīng)，測試應(yīng)在不引起保護(hù)裝置起作用的最大負(fù)載下進(jìn)行,沒有經(jīng)過認(rèn)可的保護(hù)裝置則應(yīng)短路。13.4電池或電芯必須符合以下的要求:秒后的最大輸出電流必須小于8.0amp在60秒的那個時刻測得的輸出電壓必須小于5倍開路電壓粗棉布應(yīng)不會被燒毀機(jī)械測試14.壓縮測試(CrushTest)14.1電池兩個平的表面之間進(jìn)行壓縮，壓縮力通過一個直徑為32mm的液壓活塞施加,壓縮持續(xù)進(jìn)行直至壓力達(dá)到17.2Mpa，施加的壓力為13KN，當(dāng)達(dá)到最大壓力后泄壓。16.2樣品應(yīng)不起火、不爆炸，另外樣品不漏液,見5.2。17.振動試驗(yàn)（VibrationTest）17.3樣品應(yīng)不起火、不爆炸、不泄漏,見5.2。外圍測試總述18.1用以包裝電池的外殼的設(shè)計(jì)必須達(dá)到普通簡易的工具不能輕易打開,比如螺絲起子,外殼要用超聲焊接,或者用其它等效的密封法.18.2電池的外殼材料必須根據(jù)聚合材料的標(biāo)準(zhǔn),見根據(jù)聚合材料的標(biāo)準(zhǔn),分類為V-2或更低的燃燒等級.例外情況:當(dāng)材料符合外部燃燒時,如在聚合材料標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的3/4inch燃燒測試,見根據(jù)聚合材料的標(biāo)準(zhǔn),則不要求將其劃分為V-2或更低的燃燒等級.18.3已經(jīng)包裝了外殼的電池必須進(jìn)行19,20,21節(jié)描述的測試.19.2樣品不爆炸,不起火,不漏液,見5.2.另外,電池外殼不會爆裂,電芯或任何保護(hù)裝置不能穿孔或泄露20鑄造壓力釋放測試20.1樣品在完全對流循環(huán)的干燥室內(nèi)以70 C(158 F)持續(xù)7小時.20.2然后小心取出樣品恢復(fù)到室溫,觀察樣品表面必須無損壞,比如電池外殼沒有破裂或電解質(zhì)漏液現(xiàn)象.20.3樣品不爆炸,不起火,不漏液,見5.2.另外,電池外殼不會爆裂,電芯或任何保護(hù)裝置不能穿孔或泄露.燃燒測試22.燃燒顆粒測試22.1每個檢測電池被擺放在每英寸(25.4mm)20孔的鋼絲網(wǎng)上,鋼絲0.017英寸粗。絲網(wǎng)置于距燃燒器1-1/2(38.1mm)英寸的距離上。燃油和空氣以提供明亮藍(lán)色火焰的速度噴射，這樣鋼絲網(wǎng)燒變成明亮紅色。1個粗石棉布面板置于與鋼網(wǎng)中央垂直距離3英尺（0.91m）的位置見圖22.1,22.2。粗石棉布片一碼見方，由四層每平方碼0.4-0.6盎司重的粗石棉布材料構(gòu)成。試驗(yàn)樣品被置于火星或燃燒顆粒能噴射到粗石棉布片中央的位置。在某些情況下，它應(yīng)被要求將實(shí)驗(yàn)樣品圈在網(wǎng)內(nèi)，然后點(diǎn)燃燃燒器，觀察電池至其爆炸或被摧毀。22.2當(dāng)電池進(jìn)行22.1所描述的實(shí)驗(yàn)時，粗石棉布面扳不會點(diǎn)燃。23噴射實(shí)驗(yàn)23.1實(shí)驗(yàn)電池置于中間直徑4英寸的孔并蓋有蓋板的平面桌上。蓋板由每英尺20孔的鋼絲網(wǎng)構(gòu)成或鋼絲0.017英寸（0.43mm）。在試樣周圍安置一個每面2英尺寬（610mm）、1英尺高(305mm)共8面的絲網(wǎng)屏風(fēng),見圖23.1。金屬網(wǎng)由直徑0.010英寸(0.25mm)金屬絲按每英寸16-18絲構(gòu)成。樣品放在金屬網(wǎng)上，蓋住桌中央的孔，然后進(jìn)行加熱直至爆炸或至其被摧毀。其中安全閥朝向平行于石棉布。23.2當(dāng)進(jìn)行23.1所述實(shí)驗(yàn)時，爆炸電池沒有任何部分穿透網(wǎng)屏，沒有部分或全部電池突出網(wǎng)屏。環(huán)境測試24加熱測試24.1樣品在一自然對流或強(qiáng)制對流烘箱中加熱，烘箱溫度以5 2℃/min速度升溫至150℃，并保持10min后停止。24.2樣品應(yīng)不起火、不爆炸25熱循環(huán)測試25.1電池放于測試室內(nèi)并承受以下循環(huán)：a)30min內(nèi)升溫至70 3℃，保溫4h。b)30min內(nèi)降溫至20 3℃，保溫2h。c)30min內(nèi)升溫至40 3℃，保溫4h。d)30min內(nèi)降溫至20 3℃。e)重復(fù)上述循環(huán)9次。f)10次循環(huán)后，電池放置7天待檢。25.2樣品應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液,見5.2。標(biāo)　識26.總論26.1電池應(yīng)標(biāo)識制造商名字、商標(biāo)名或商標(biāo)和款式設(shè)定。26.2如果制造商在多個工廠制造電池，每個電池包裝應(yīng)當(dāng)有一個明確的標(biāo)識以確認(rèn)該電池是哪個工廠生產(chǎn)的。26.3與每個電池裝配在一起的包括最小單元的電池包裝殼,都應(yīng)標(biāo)識有以下或等效的表述：提醒性文字,如?Caution,??Warning,?或?Danger.?電池有著火、爆炸和燃燒的危險(xiǎn).不要重新充電、拆卸、擠壓、加熱或焚燒等.26.4應(yīng)包括廠商的充電細(xì)則說明26.5直徑小于1.25英寸(32MM),厚度0.15英寸(3.8MM)的電芯或電池都應(yīng)標(biāo)識有以下或等效的表述： 不要放入口中,如果吞咽,則應(yīng)立即聯(lián)系你的醫(yī)生或當(dāng)?shù)刂卸緳z測中心 26.6達(dá)到受限制電源要求的電池.見13.4,應(yīng)包含 LPS 的標(biāo)志.