Приложение V. Параметры безопасности

Приложение V
Параметры безопасности

1. Резкое изменение температуры и циклические испытания

Целью данного испытания является оценка изменений целостности батареи в результате расширения и сжатия компонентов элемента при воздействии экстремальных и внезапных изменений температуры, а также возможных последствий таких изменений. В процессе резкого изменения температуры батарея должна подвергаться воздействию двух температурных пределов и при каждом температурном пределе выдерживаться в течение определенного времени.

2. Защита от короткого замыкания вне зоны действия релейной защиты

Целью данного испытания является оценка показателей безопасности батареи при коротком замыкании вне зоны действия релейной защиты. В ходе испытания можно оценить срабатывание устройства защиты от перегрузки по току или способность элементов выдерживать ток, не вызывая опасной ситуации (например, теплового разгона, взрыва, пожара). Основными факторами риска являются выделение тепла на уровне элемента и образование электрической дуги, которые могут повредить схему или привести к снижению сопротивления изоляции.

3. Защита от перезаряда

Целью данного испытания является оценка показателей безопасности батареи в случае перезаряда. Основными рисками для безопасности в случае перезаряда являются разложение электролита, разрушение катода и анода, экзотермическое разложение межфазной фазы твердого электролита (SEI), разрушение сепаратора и литиевое покрытие, что может привести к самонагреву батареи и к тепловому разгону. Факторы, влияющие на результаты испытания, должны как минимум включать в себя скорость зарядки и достигнутое в конечном итоге состояние заряда. Защита может быть обеспечена либо регулированием напряжения (прерывание после достижения предельного напряжения зарядки), либо регулированием тока (прерывание после превышения максимального зарядного тока).

4. Защита от чрезмерного разряда

Целью данного испытания является оценка показателей безопасности батареи в случае чрезмерного разряда. Риски для безопасности в случае чрезмерного разряда включают в себя изменение полярности, ведущее к окислению анодного токоприемника (медь) и к образованию покрытия на стороне катода. Даже незначительный чрезмерный разряд может привести к образованию дендритов и, в конечном счете, к короткому замыканию.

5. Защита от перегрева

Целью данного испытания является оценка последствий сбоя системы температурного контроля или отказ других функций защиты от внутреннего перегрева во время эксплуатации.

6. Защита от распространения тепла

Целью данного испытания является оценка показателей безопасности батареи в случае распространения тепла. Тепловой разгон в одном элементе может вызвать каскадную реакцию во всей батарее, которая может состоять из множества элементов. Это может привести к тяжелым последствиям, включая значительное выделение газа. При проведении испытания следует учитывать испытания, разрабатываемые ISO и Глобальным техническим регламентом ООН для применения на транспорте.

7. Механическое повреждение в результате воздействия внешних нагрузок

Данные испытания должны имитировать одну или несколько ситуаций, в которых батарея случайным образом подвергается механическим нагрузкам и остается работоспособной в целях, для которых она предназначена. Критерии для моделирования указанных ситуаций должны отражать их использование в реальной жизни.

8. Короткое замыкание в зоне действия защиты

Целью данного испытания является оценка показателей безопасности батареи в случае короткого замыкания в зоне действия защиты. Возникновение коротких замыканий в зоне действия защиты, являющихся одной из основных проблем изготовителей батарей, потенциально ведет к выходу воздуха, тепловому разгону и образованию искр, которые могут воспламенить пары электролита, выделяемые из элемента. Возникновение таких коротких замыканий в зоне действия защиты может быть вызвано производственными дефектами, наличием примесей в элементах или ростом дендритов лития, и является причиной большинства связанных с безопасностью инцидентов на месте эксплуатации. Возможно несколько сценариев короткого замыкания в зоне действия защиты (например, электрический контакт между катодом и анодом, алюминиевый токоприемник и медный токоприемник, алюминиевый токоприемник и анод), каждый из которых имеет различное сопротивление контактов.

9. Нарушение температурного режима

При проведении данного испытания батарея должна подвергаться воздействию повышенных температур (в IEC 62619 температура составляет 85°C), которые могут вызвать экзотермические реакции разложения и привести к тепловому разгону в элементе.

10. Испытание на огнестойкость

Оценка риска взрыва должна осуществляться путем воздействия огня на батарею.

11. Выделение газов

Батареи могут содержать значительное количество потенциально опасных веществ, например, легковоспламеняющихся электролитов, агрессивных и токсичных компонентов. При воздействии определенных условий целостность батареи может быть нарушена, что приведет к выделению опасных газов. Следовательно, важно идентифицировать выделение газов из веществ, выделяющихся из батареи во время испытания: риск выделения неводными электролитами токсичных газов должен надлежащим образом учитываться по всем параметрам безопасности, перечисленным в пунктах 1 - 10.