锂电池的安全性设计(标准版)
锂电池第一部强制性标准gb324
国内颁布第一部有关锂离子电池安全性的强制性标准GB31241中国做为全世界锂离子电池的第一生产国同时也是最大消费国之一，但却一直没有专门的强制性国家标准。
无论是GB/T 18287-2013还是CIAPS0001-2014 《USB接口类移动电源》，这些都属于国家推荐标准或行业标准，对锂离子电池的制成并没强制性的约束。
近日国家标准化委员会颁布了GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》，该电池检测认证标准是国内第一部关于锂离子电池安全性的强制性标准，并定于2015.8.1.起正式实施。
（图1：截自国家标准化管理委员会2014年第27号中国国家标准公告）GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》主要是针对不超过18kg 的预定可由使用人员经常携带的移动式电子产品，主要示例如下：（图2: 截自《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》（报批稿））与GB/T 18287-2013等标准相比，GB31241-2014更关注锂离子电池的安全性，除了GB/T18287要求的外部短路、过充、过放、低气压、温度循环、振动等测试项目外，还借签了IEC62133、UL1642及UL2054等国外标准的要求，增加了挤压测试、燃烧喷射、洗涤及阻燃测试等。
与已有的GB/T 18287甚至IEC62133:2012相比，新国标在测试要求上更加严苛。
具体测试项目如下：电池容量测试低气压过压充电保护常温外部短路温度循环过流充电保护高温外部短路振动欠压放电保护过充电加速度冲击过载保护强制放电跌落短路保护低气压应力消除耐高压温度循环高温充电电压控制振动洗涤充电电流控制加速度冲击阻燃要求放电电压控制跌落过压充电放电电流控制挤压过流充电充放电温度控制重物冲击欠压充电热滥用过载短路燃烧喷射反向充电静态放电目前，中国质量认证中心（CQC）新能源处已经开始受理GB31241-2014标准（CQC3306）的CQC认证。
锂离子电池的安全性能要求与电池包设计
锂离子电池的安全性能要求与电池包设计锂离子电池是一种高能量密度的化学能储存装置，广泛应用于电动车、便携式电子设备等领域。
然而，由于其内部结构和化学特性的原因，锂离子电池也存在着一定的安全风险。
为了确保使用锂离子电池的安全性，制定了一系列的安全性能要求和电池包设计规范。
本文将详细介绍锂离子电池的安全性能要求以及电池包的设计。
首先，锂离子电池的安全性能要求主要包括以下几个方面：1. 电芯安全性：电芯是锂离子电池的核心组件，其安全性直接关系到整个电池的使用安全。
为确保电芯的安全性，要求电芯具有耐高温、耐压、耐穿刺等特性，并且能够正常工作在指定的工作温度范围内。
2. 短路防护：电池内部的正负极之间短路是一种常见的安全隐患，易导致电池过热、爆炸等问题。
因此，电池应具备有效的短路防护机制，如内置保险丝、熔断器等，确保在短路情况下能迅速切断电流，避免发生严重的事故。
3. 过充过放保护：过充过放是锂离子电池使用过程中常见的失控情况，会导致电池内部化学反应异常，引发爆炸、火灾等安全问题。
因此，电池应配备过充过放保护装置，能够及时检测和切断过充过放的电流，保持电池在安全的电压范围内工作。
4. 温度管理：温度过高是导致电池安全性下降的重要因素之一。
电池应具备良好的热管理系统，通过传感器监测和控制电池温度，防止温度过高引发电池内部化学反应失控。
5. 安全标识：为了提醒用户注意电池的安全使用，电池应标注清晰的安全标识，如禁止放入火源、避免高温、勿外力挤压等。
除了安全性能要求外，电池包的设计也是确保电池安全性的重要环节。
以下是电池包设计中需要考虑的几个关键因素：1. 结构设计：电池包的结构设计应尽量避免电芯短路、挤压等安全隐患。
同时，还应考虑到电芯的散热需求，采用散热片、散热风扇等散热结构，保证电池包在工作中的温度控制。
2. 电池管理系统（BMS）：BMS是电池包的关键部分，负责监测和控制电池的电流、电压、温度等参数。
BMS应具备过充过放保护、温度监测、短路保护等功能，确保电池包在安全的范围内工作。
国内颁布第一部有关锂离子电池安全性的强制性标准GB31241
国内颁布第一部有关锂离子电池安全性的强制性标准GB31241中国做为全世界锂离子电池的第一生产国同时也是最大消费国之一，但却一直没有专门的强制性国家标准。
无论是GB/T18287-2013还是CIAPS0001-2014《USB接口类移动电源》，这些都属于国家推荐标准或行业标准，对锂离子电池的制成并没强制性的约束。
近日国家标准化委员会颁布了GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》，该标准是国内第一部关于锂离子电池安全性的强制性标准，并定于2015.8.1.起正式实施。
（图1：截自国家标准化管理委员会 2014年第27号中国国家标准公告）GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》主要是针对不超过18kg 的预定可由使用人员经常携带的移动式电子产品，主要示例如下：（图2: 截自《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》（报批稿））与GB/T 18287-2013等标准相比，GB31241-2014更关注锂离子电池的安全性，除了GB/T18287要求的外部短路、过充、过放、低气压、温度循环、振动等测试项目外，还借签了IEC62133、UL1642及UL2054等国外标准的要求，增加了挤压测试、燃烧喷射、洗涤及阻燃测试等。
与已有的GB/T 18287甚至IEC62133:2012相比，新国标在测试要求上更加严苛。
具体测试项目如下：电池型式试验项目电池组型式试验项目保护电路型式试验电池容量测试低气压过压充电保护常温外部短路温度循环过流充电保护高温外部短路振动欠压放电保护过充电加速度冲击过载保护强制放电跌落短路保护低气压应力消除耐高压温度循环高温充电电压控制振动洗涤充电电流控制加速度冲击阻燃要求放电电压控制跌落过压充电放电电流控制挤压过流充电充放电温度控制重物冲击欠压充电热滥用过载短路燃烧喷射反向充电静态放电目前，中国质量认证中心（CQC）新能源处已经开始受理GB31241-2014标准（CQC3306）的CQC认证。
锂离子电池的安全性及相关标准规定
锂离子电池的安全性及相关标准规定锂离子电池安全性及相关标准规定锂离子电池是一种高能量密度、长寿命、无记忆效应、环保等优点的电池，被广泛应用于便携式设备、电动工具、电动汽车等领域，但其安全性问题也备受关注。
本文将介绍锂离子电池的安全性及相关标准规定。
一、锂离子电池的安全性问题1. 热失控当锂离子电池内部温度达到一定程度时，电池的正副电极、电解液等将会燃烧甚至爆炸，造成严重事故。
热失控的主要原因是电池内部产生热量无法及时散发出去，导致电池内部温度升高。
2. 机械失控锂离子电池内部物质的结构很脆弱，在受到机械碰撞、摩擦等外力作用时，可能会发生机械失控。
3. 内短路内短路是锂离子电池内部发生短路的一种情况。
由于正负电极之间隔膜被损坏，电解液中的离子可以直接通过短路通道流动，导致电池损坏或甚至爆炸。
4. 外短路外短路发生在电池的正负接口被短路时，电池可以在极短的时间内输出大量电流，可能会引发电池爆炸。
二、锂离子电池相关标准规定1. UL标准UL标准是美国安全试验实验室（Underwriters Laboratories）制定的电池安全标准，主要用于规范锂离子电池的安全性能。
2. IEC标准国际电工委员会（IEC）制定了IEC 62133标准，用于规范电池的安全性能，其中包括锂离子电池。
3. GB/T标准GB/T是中国标准制定机构国家标准化管理委员会发布的标准。
《锂离子电池安全性要求和测试方法》（GB/T 31241-2014）是规范锂离子电池安全性能的重要标准。
4. UN标准联合国（UN）也制定了一系列标准来规范锂离子电池的安全性能，主要针对电池的包装和运输。
综上所述，锂离子电池的安全性问题备受关注，相关标准规定的制定和实施对于确保锂离子电池的安全性具有关键性作用。
同时，生产、使用锂离子电池时也要严格按照标准规定进行操作，尽可能避免电池对人身和环境造成损害。
未来发展趋势和前景随着科技的不断发展和新能源的广泛应用，锂离子电池的前景越来越广阔。
锂电池安全标准
锂电池安全标准锂离子电池常见的五个安全标准是：1、IEC621332、UN/DOT38.33、IEC626194、UL16425、UL2580IEC62133是锂离子电池和电池的安全测试标准，是测试含有碱性或非酸性电解质的二次电池和电池的安全要求。
它用于测试便携式电子产品和其他应用中使用的LIB。
IEC62133解决了可能威胁消费者和环境的化学和电气危害以及振动和冲击等机械问题。
UN/DOT38.3(也称为T1-T8测试和UNST/SG/AC.10/11/Rev.5)涵盖所有LIB、锂金属电池和电池的运输安全测试。
测试标准包括八项测试(T1–T8)，均侧重于特定的运输危险。
UN/DOT38.3是一个自我认证标准，不需要独立的第三方测试，但使用第三方测试实验室是常见的，以减少发生事故时的诉讼风险。
UL1642是锂电池安全的UL标准，规定了在电子产品中用作电源的一次和二次锂电池的标准要求。
UL1642涵盖：(1)、技术人员可更换的锂电池，含有5.0克(0.18盎司)或更少的金属锂。
锂含量超过5.0克的电池将根据其是否符合要求(如适用)进行判断，并进行额外的测试和检查，以确定电池是否可用于其预期用途。
(2)、用户可更换的锂电池，每个电化学电池中金属锂含量不超过4.0克(0.13盎司)，金属锂含量不超过1.0克(0.04盎司)。
超过4.0克的电池或超过1.0克锂的电池需要进一步检查和测试，以确定电池或电池是否可以用于其预期用途。
IEC62619涵盖了二次锂电池和电池组的安全标准，规定了LIB 在电子和其他工业应用中的安全应用要求。
IEC62619标准测试要求适用于静止和动力应用。
固定应用包括电信、不间断电源(UPS)、电能存储系统、公用事业开关、应急电源和类似应用。
动力应用包括叉车、高尔夫球车、自动引导车辆(AGV)、铁路和船舶——不包括公路车辆。
UL1642不涵盖因摄入锂电池而导致的毒性风险，或因电池损坏或切开而导致接触金属锂的风险。
ul1642锂电池安全标准 中文版
1 / 14ul1642锂电池安全标准-中文版)前言本标准含有覆盖UL规定旳大类旳产品旳差不多要求。
这些要求基于合理旳工程原理，研究和试验结论以及现场经验，同时参考了制造商、用户、检查机构和其它一些有专业经验旳机构或人士旳意见。
A.遵守本标准旳要求是制造商在制造产品时应具备旳一个差不多条件。
B.产品仅能书面满足本标准条文规定不足以断定满足本标准，比如：当检测和试验时，发觉其它特征不满足本标准安全水平旳要求。
C.产品采纳旳材料或结构与本标准技术要求不符旳不能认为符合本标准。
假如该产品采纳旳材料或由采纳不同于本标准所列旳结构形成；但性能能够符合标准要求旳，有可能断定符合本标准。
D.UL在执行客户旳安全测试要求时，并不承诺为客户旳产品负责，UL只是依据当前水平考虑到旳一些实际安全限制及要求为产品提供一个专业旳推断。
UL对产品造成旳危害不承担义务。
E.许多本标准旳测试由于其固有旳危险性，必须有足够旳人身及财产安全防护措施。
简介1.领域1.1这些要求包括一次〔不可重复充电〕和二次〔可重复充电〕锂电池。
这些电池包括金属Li或Li合金，或Li离子，以及单芯、两个或两个以上多芯串/并联结构旳电池组。
1.2这些要求包括技师可更换旳和用户可更换旳应用。
1.3这些要求目旳是降低锂电池在用于产品时着火或爆炸旳危险。
这些电池能否同意并依靠于他们能否满足所应用旳完整产品应符合旳要求。
2 / 141.4这些要求也倾向于降低用户更换旳Li电池因着火或爆炸而对人身造成旳危害。
1.5这些要求覆盖含Li量≤5g旳技师更换型锂电池，关于含Li大于5g旳锂电池，即使能满足本规定，仍需进一步测试和检查以确定是否能够应用。
1.6这些要求覆盖含金属锂≤4g而每个电芯含金属锂≤1g旳用户更换型锂电池。
电池含金属锂量＞4g或每个电芯金属锂量＞1g需要求做进一步测试和验证以确定能否实际应用。
1.7本要求不包括食入锂电池及其组成物造成旳有毒危害,也不包括当电池被切开时对人造成旳损害情况。
UL1642锂电池安全标准
UL1642锂电池安全标准前 言本标准含有覆盖UL规定的大类的产品的基本要求。
这些要求基于合理的工程原理，研究和试验结论以及现场经验，并且参考了制造商、用户、检查机构和其它一些有专业经验的机构或人士的意见。
A.遵守本标准的要求是制造商在制造产品时应具备的一个基本条件。
B.产品仅能书面满足本标准条文规定不足以断定满足本标准，比如：当检测和试验时，发现其它特征不满足本标准安全水平的要求。
C.产品采用的材料或结构与本标准技术要求不符的不能认为符合本标准。
如果该产品采用的材料或由采用不同于本标准所列的结构形成；但性能可以符合标准要求的，有可能断定符合本标准。
D.UL在执行客户的安全测试要求时，并不承诺为客户的产品负责，UL只是依据当前水平考虑到的一些实际安全限制及要求为产品提供一个专业的判断。
UL对产品造成的危害不承担义务。
E.许多本标准的测试由于其固有的危险性，必须有足够的人身及财产安全防护措施。
简 介1. 领域1.1 这些要求包括一次（不可重复充电）和二次（可重复充电）锂电池。
这些电池包括金属Li或Li合金，或Li离子，以及单芯、两个或两个以上多芯串/并联结构的电池组。
1.2 这些要求包括技师可更换的和用户可更换的应用。
1.3 这些要求目的是降低锂电池在用于产品时着火或爆炸的危险。
这些电池能否接受并依赖于他们能否满足所应用的完整产品应符合的要求。
1.4 这些要求也倾向于降低用户更换的Li电池因着火或爆炸而对人身造成的危害。
1.5 这些要求覆盖含Li量≤5g的技师更换型锂电池，对于含Li大于5g的锂电池，即使能满足本规定，仍需进一步测试和检查以确定是否能够应用。
1.6 这些要求覆盖含金属锂≤4g而每个电芯含金属锂≤1g的用户更换型锂电池。
电池含金属锂量＞4g或每个电芯金属锂量＞1g需要求做进一步测试和验证以确定能否实际应用。
1.7 本要求不包括食入锂电池及其组成物造成的有毒危害,也不包括当电池被切开时对人造成的伤害情况。
ul1642锂电池安全标准-中文版).doc
ul1642锂电池安全标准-中文版)前言本标准含有覆盖UL规定旳大类旳产品旳差不多要求。
这些要求基于合理旳工程原理，研究和试验结论以及现场经验，同时参考了制造商、用户、检查机构和其它一些有专业经验旳机构或人士旳意见。
A.遵守本标准旳要求是制造商在制造产品时应具备旳一个差不多条件。
B.产品仅能书面满足本标准条文规定不足以断定满足本标准，比如：当检测和试验时，发觉其它特征不满足本标准安全水平旳要求。
C.产品采纳旳材料或结构与本标准技术要求不符旳不能认为符合本标准。
假如该产品采纳旳材料或由采纳不同于本标准所列旳结构形成；但性能能够符合标准要求旳，有可能断定符合本标准。
D.UL在执行客户旳安全测试要求时，并不承诺为客户旳产品负责，UL只是依据当前水平考虑到旳一些实际安全限制及要求为产品提供一个专业旳推断。
UL对产品造成旳危害不承担义务。
E.许多本标准旳测试由于其固有旳危险性，必须有足够旳人身及财产安全防护措施。
简介1.领域1.1这些要求包括一次〔不可重复充电〕和二次〔可重复充电〕锂电池。
这些电池包括金属Li或Li合金，或Li离子，以及单芯、两个或两个以上多芯串/并联结构旳电池组。
1.2这些要求包括技师可更换旳和用户可更换旳应用。
1.3这些要求目旳是降低锂电池在用于产品时着火或爆炸旳危险。
这些电池能否同意并依靠于他们能否满足所应用旳完整产品应符合旳要求。
1.4这些要求也倾向于降低用户更换旳Li电池因着火或爆炸而对人身造成旳危害。
1.5这些要求覆盖含Li量≤5g旳技师更换型锂电池，关于含Li大于5g旳锂电池，即使能满足本规定，仍需进一步测试和检查以确定是否能够应用。
1.6这些要求覆盖含金属锂≤4g而每个电芯含金属锂≤1g旳用户更换型锂电池。
电池含金属锂量＞4g或每个电芯金属锂量＞1g需要求做进一步测试和验证以确定能否实际应用。
1.7本要求不包括食入锂电池及其组成物造成旳有毒危害,也不包括当电池被切开时对人造成旳损害情况。
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锂电池的安全性设计(标准版)
Safety management is an important part of production management. Safety and production are in
the implementation process
锂电池的安全性设计(标准版)
为了避免因使用不当造成电池过放电或者过充电，在单体锂离子电池内设有三重保护机构。
一是采用开关元件，当电池内的温度上升时，它的阻值随之上升，当温度过高时，会自动停止供电；二是选择适当的隔板材料，当温度上升到一定数值时，隔板上的微米级微孔会自动溶解掉，从而使锂离子不能通过，电池内部反应停止；三是设置安全阀（就是电池顶部的放气孔），电池内部压力上升到一定数值时，安全阀自动打开，保证电池的使用安全性。
有时，电池本身虽然有安全控制措施，但是因为某些原因造成控制失灵，缺少安全阀或者气体来不及通过安全阀释放，电池内压便会急剧上升而引起爆炸。
一般情况下，锂离子电池储存的总能量和其安全性是成反比的，随着电池容量的增加，电池体积也在增加，其散热性能变差，出事故的可能性将大幅增加。
对于手机用锂离子电池，基本要求是发生
安全事故的概率要小于百万分之一，这也是社会公众所能接受的最低标准。
而对于大容量锂离子电池，特别是汽车等用大容量锂离子电池，采用强制散热尤为重要。
选择更安全的电极材料，选择锰酸锂材料，在分子结构方面保证了在满电状态，正极的锂离子已经完全嵌入到负极炭孔中，从根本上避免了枝晶的产生。
同时锰酸锂稳固的结构，使其氧化性能远远低于钴酸锂，分解温度超过钴酸锂100℃，即使由于外力发生内部短路（针刺），外部短路，过充电时，也完全能够避免了由于析出金属锂引发燃烧、爆炸的危险。
另外，采用锰酸锂材料还可以大幅度降低成本。
提高现有安全控制技术的性能，首先要提高锂离子电池芯的安全性能，这对大容量电池尤为重要。
选择热关闭性能好的隔膜，隔膜的作用是在隔离电池正负极的同时，允许锂离子的通过。
当温度升高时，在隔膜熔化前进行关闭，从而使内阻上升至2000欧姆，让内部反应停止下来。
当内部压力或温度达到预置的标准时，防爆阀将打开，开始进
行卸压，以防止内部气体积累过多，发生形变，最终导致壳体爆裂。
提高控制灵敏度、选择更灵敏的控制参数和采用多个参数的联合控制（这对于大容量电池尤为重要）。
对于大容量锂离子电池组是串/并联的多个电芯组成，如笔记本电脑的电压为10V以上，容量较大，一般采用3～4个单电池串联就可以满足电压要求，然后再将2～3个串联的电池组并联，以保证较大的容量。
大容量电池组本身必须设置较为完善的保护功能，还应考虑两种电路基板模块:保护电路基板（ProtectionBoardPCB）模块及SmartBatteryGaugeBoard模块。
整套的电池保护设计包括：第1级保护IC（防止电池过充、过放、短路），第2级保护IC（防止第2次过压）、保险丝、LED指示、温度调节等部件。
在多级保护机制下，即使是在电源充电器、笔记本电脑出现异常的情况下,笔记本电池也只能转为自动保护状态，如果情况不严重,往往在重新插拔后还能正常工作，不会发生爆炸。
目前，笔记本电脑和手机使用的锂离子电池所采用的底层技术是不安全的，需要考虑更安全的结构。
总之，随着材料技术的进步和人们对锂离子电池设计、制造、检测和使用诸方面要求的认识不断加深，未来的锂离子电池会变得更安全。
充电电压
一般手机电池电压写的是3.7V但一般充电器的电压写的是5V,但不会影响使用的,因为根本没有3.7V的手机充电器卖.新电池切勿过充
对于新买的锂离子电池的“激活”问题，众多的说法是：充电时间一定要超过12小时，反复做三次，以便激活电池。
这种“前三次充电要充12小时以上”的说法，明显是从镍电池（如镍镉和镍氢）延续下来的说法。
所以这种说法，可以说一开始就是误传。
锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别，而且可以非常明确的告诉大家，所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。
因而充电最好按照标准时间和标准方法充电，特别是不要进行超过12个小时的超长充电。
那么锂电池需要激活吗？答案是肯定的，需要激活！但是，这
个过程是由生产厂家完成的，与用户无关，用户也没有能力完成。
锂电池真正的激活过程是这样的：锂离子电池壳灌输电解液--封口--化成，就是恒压充电，然后放电，如此进行几个循环，使电极充分浸润电解液充分活化，直至容量达到要求为止，这个就是激活过程--分容，也就是说出厂后锂离子电池到用户手上已经是激活过的了。
另外，其中有些电池的激活过程需要电池处于开口状态，激活以后再封口，除非您拥有了电芯生产设备，否则如何完成？
可是为什么有些产品的说明书上写着，建议用户前三次使用，要对手机进行完全的充放电呢？难道这不是激活吗？其实事实是这样的，在电池出厂，然后销售，再到用户的手中，会经历一段时间，一个月或者几个月，这样一来，电池的电极材料就会“钝化”，此时容量低于正常值，使用时间亦随之缩短。
但锂电池很容易激活，只要经过3-5次正常的充放电循环就可激活电池，恢复正常容量。
由于锂电池本身的特性，决定了它几乎没有记忆效应。
因此用户新锂电池在激活过程中，是不需要特别的方法和设备的。
长充、深充的危险
长充可能导致过充。
锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充，并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。
也就是说，如果你的锂电池在充满后，放在充电器上也是白充。
而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失，所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。
这也是我们反对长充电的另一个理由。
在对某些机器上，充电超过一定的时间后，如果不去取下充电器，这时系统不仅不停止充电，还将开始放电-充电循环。
也许这种做法的厂商自有其目的，但显然对电池的寿命而言是不利的。
同时，长充电需要很长的时间，往往需要在夜间进行，而以我国电网的情况看，许多地方夜间的电压都比较高，而且波动较大。
前面已经说过，锂电池是很娇贵的，它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多，于是这又带来附加的危险。
事实上，浅放浅充对于锂电更有益处，只有在产品的电源模块为锂电做校准时，才有深放深充的必要。
所以，使用锂电供电的产品不必拘泥于过程，一切以方便为先，随时充电。
过充、过放的危害
锂离子电池的额定电压，因为近年材料的变化，一般为3.7V，磷酸铁锂（以下称磷铁）正极的则为3.2V。
充满电时的终止充电电压一般是4.2V，磷铁3.65V。
锂离子电池的终止放电电压为2.75V～3.0V(电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压，各参数略有不同，一般为3.0V，磷铁为2.5V)。
低于2.5V（磷铁2.0V）继续放电称为过放，低电压的过放或自放电反应会导致锂离子活性物质分解破坏，并不一定可以还原。
而锂离子电池任何形式的过充都会导致电池性能受到严重破坏，甚至爆炸。
锂离子电池在充电过程必需避免对电池产生过充。
云博创意设计
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