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鋰電池如何通過UL 1642“極限挑戰(zhàn)“?恒溫恒濕測試的關(guān)鍵把關(guān)作用

發(fā)布時間: 2025-07-16  點(diǎn)擊次數(shù): 76次

鋰電池如何通過UL 1642"極限挑戰(zhàn)"?恒溫恒濕測試的關(guān)鍵把關(guān)作用

一、標(biāo)準(zhǔn)測試要求深度解讀

UL 1642標(biāo)準(zhǔn)(2023年第6版)對鋰原電池規(guī)定了四類嚴(yán)苛環(huán)境測試:

  1. 高溫存儲:71±0.5℃環(huán)境下持續(xù)放置168小時,要求電池質(zhì)量變化不超過初始值的1%

  2. 低溫存儲:-40±1℃條件下保持24小時,測試后電壓維持率需≥95%

  3. 溫度循環(huán):-40℃至71℃之間進(jìn)行10次完整循環(huán),每個惡劣溫度保持2小時

  4. 濕熱測試:40±1℃/93±2%RH環(huán)境存放96小時,要求無電解液泄漏

測試失效判據(jù)包括:殼體破裂(裂紋寬度≥0.1mm)、起火燃燒、質(zhì)量損失>1%等具體量化指標(biāo)。


二、試驗(yàn)箱核心技術(shù)參數(shù)

現(xiàn)代恒溫恒濕試驗(yàn)箱為滿足UL 1642標(biāo)準(zhǔn),必須具備以下關(guān)鍵性能:

  1. 溫度控制:-70℃~150℃全范圍覆蓋,71℃工況下控制精度達(dá)±0.3℃(經(jīng)NIST SRM 1968標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn))

  2. 濕度控制:20%~98%RH可調(diào)范圍,在93%RH時波動不超過±1.5%(符合ASTM E337-15規(guī)范)

  3. 轉(zhuǎn)換速率:-40℃升至71℃的溫變速率≥5℃/分鐘(滿足UL 1642附錄B要求)

  4. 安全防護(hù):防爆型箱體結(jié)構(gòu),通過ATEX 2014/34/EU認(rèn)證

核心技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)包括采用R452A環(huán)保制冷劑的三級復(fù)疊制冷系統(tǒng),以及基于模型預(yù)測控制(MPC)算法的前饋溫控策略。


三、測試實(shí)施關(guān)鍵要點(diǎn)

高溫存儲測試操作規(guī)程

  1. 初始狀態(tài):電池在25±2℃環(huán)境下穩(wěn)定8小時

  2. 設(shè)備設(shè)置:溫度71.0℃,允許偏差±0.5℃

  3. 持續(xù)時間:連續(xù)168小時(7天)

  4. 監(jiān)測頻率:每24小時記錄一次外觀狀態(tài)

  5. 測試終止條件:出現(xiàn)泄漏、冒煙或殼體變形>3%

典型失效案例顯示,某21700型電池在測試后出現(xiàn)0.15±0.03g電解液泄漏,經(jīng)SEM分析確認(rèn)系隔膜收縮率超標(biāo)導(dǎo)致。


四、質(zhì)量控制體系構(gòu)建

設(shè)備驗(yàn)證要求

  1. 年度校準(zhǔn):由ISO/IEC 17025認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行

  2. 空間均勻性驗(yàn)證:工作空間內(nèi)任意兩點(diǎn)溫差≤1℃

  3. 響應(yīng)時間測試:從25℃升至71℃需在15分鐘內(nèi)完成

測試管理規(guī)范

  • 樣品編碼規(guī)則:采用"電池類型-生產(chǎn)批次-序列號"三級編碼

  • 異常處理流程:觸發(fā)報警→安全停機(jī)→數(shù)據(jù)備份→根本原因分析→整改驗(yàn)證

  • 數(shù)據(jù)記錄要求:至少包含時間戳、溫度值、濕度值三要素,采樣間隔≤1分鐘


五、行業(yè)測試數(shù)據(jù)透視

根據(jù)2023年CNAS實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合測試數(shù)據(jù):

  • 磷酸鐵鋰電池濕熱測試不合格率2.3%,主要失效模式為極片腐蝕(通過SEM-EDS確認(rèn))

  • 三元材料電池溫度循環(huán)測試不合格率5.7%,EIS檢測顯示SEI膜阻抗增加>50%

  • 固態(tài)電池高溫存儲測試不合格率1.1%,XRD分析發(fā)現(xiàn)電極/電解質(zhì)界面出現(xiàn)新相


技術(shù)聲明

  1. 本文所有測試數(shù)據(jù)均來自國家儲能電池質(zhì)量檢驗(yàn)檢測中心年度報告

  2. 具體案例數(shù)據(jù)已做脫敏處理,原始報告編號可依規(guī)查詢

  3. 測試參數(shù)設(shè)置需嚴(yán)格參照電池規(guī)格書調(diào)整

參考文獻(xiàn)
[1] UL 1642 Ed.6 (2023) Standard for Safety for Lithium Batteries
[2] IEC 62660-2:2018 Secondary lithium-ion cells for propulsion
[3] GB 38031-2020 電動汽車用動力蓄電池安全要求


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