UL 1642 中文.docx
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UL1642中文
UL1642（第四版）
简介
1领域
1.1这些要求试验于在产品中用作能量来源的一次（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，电池可以由一个单独的单体电池、两个或两个以上单体电池通过串联、并联或串/并联方式构成。
它们通过不可逆或可逆的化学反应将化学能转换为电能。
1.2这些要求涵盖了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Li电池在从产品中取出或被处置时，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而每个单体电池含金属锂≤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。
2概述
2.1测量总论
2.1.1如果一个测量值后面括号里有另一个值时，第二个值可能仅是大概值，第一个值是要求的数值。
2.2术语
"Lithiumbattery（ies）"和"batter（ies）"均包含用户可更换的和技师可更换的锂电池。
3术语说明
3.1本标准对一些术语的定义
3.2Battery-对
（1）单独单体电池或
（2）一组通过串/并联方式组合在一起的单体电池的统称。
它可能被直接使用也可能作为一个部件安装。
3.3BatteryPack-它可以直接使用，包括一个刚性的外壳，安不安装保护电路均可。
3.4Battery，Primary-仅能放电一次而不能可重复充电的。
3.5Battery，Secondary-能够放电和充电许多次的电池。
3.6Battery，technician-replaceable-电池用到终端产品中，电池的维护和更换仅能由专业培训的技师来进行。
3.7Battery，User-replaceable-电池所用到的产品中，电池的维护和更换可以由用户自行完成。
3.8Cell，Component-由电极、电解液、容器、端子，通常还包括隔膜组成的基本电化学功能单元，它通过将化学能直接转换为电能提供能量。
它可能被直接使用也可能作为BatteryPack的一个部件。
3.9Charged，fully-电池完成充满时，制造商标称的电容量已被储存于电池中。
3.10Component，current-limiting-指在不正常条件下能采用限流措施任何电池部件，限流部件包括电阻、保险丝或热切断部件。
3.11Current，Abnormalcharged-对一次单体电池或电池按错误的条件充电。
3.12Discharged，Forced-将电池同外部电源串联强制性放电，目的使电池最终成反极性状态。
3.13Discharged，Fully-当连接一个100Ω电阻负载而且短路电流减小至1mA以下，电池闭环回路电压低于0.2V即认为电池完全放电。
3.14Discharged,HALF-电池标放容量的一半已经从一个满电池中放出的情况。
3.15Explosion-当单体电池或电池内容物被强制性喷出并且单体电池或电池壳体被撕开或劈成两半或更多片的情形。
3.16Material，Toxic-在sax工业材料危险性能参考手册中或相关参考指南中标称为2级的有毒工业产品。
3.17Temperature-大约23℃（73●F）
3.18Venting-电池或单体电池的电解液以液态、滴状或蒸汽从所设计的阀或密封机构中泄漏。
结构/组成
4总论
4.1壳体
4.1.1锂电池壳体应有足够的强度和刚度足以抵抗会遇到的滥用的情况，而不致引起着火。
用户可替换的锂电池应有足够的强度和刚度足以抵抗会遇到的滥用的情况而不致于伤人。
4.1.2用户可更换电池中的单体电池应有足够的强度和刚度为防止挠曲。
如果打开外壳后会造成金属锂的外露，应至少通过钳子、螺丝刀、手锯才能打开用户可更换单体电池的外壳。
例外：
对金属锂含量少于0.02g的单体电池，本要求不适用。
4.2电解质
4.2.1用户可更换的电池不应含有压力蒸气或喷出伤害眼睛的有毒蒸气和液体，或电池壳体在正常实验室条件下23℃受冲击时漏出的有毒液体应小于5ml。
4.3使用
4.3.1锂电池应当在使用时采取措施避免不正常的充电电流。
电池经过测试，发现可以在制造商指定的不正常条件下承受大小为Ic（见11部分）的充电电流，则应采用保护措施防止在终端产品中承受较大的充电电流：
a.两个阻塞型零件，比如二极管
b.一个阻塞型零件和一个限流型零件，比如电阻或保险丝。
限流器件应当限制充电电流至非正常充电测试值的1/3。
例外1：
当电池在终端产品应用时不会碰到被充电的情况时，如电池驱动设备，不要求电池中安装充电保护装置。
例外2：
电池已测试不会产生爆炸危险。
例外3：
可充电电池仅要求限流部件，而不是阻塞型部件。
性能
5总论
5.1技师更换型电池
5.1.1技师更换型锂单体电池和电池应当按10-20节要求测试。
其中12节，强制放电试验仅适用于单体电池用于多单体电池应用，比如BatteryPack。
对多单体电池安装，见5.3.1，按10节短路试验、15节机械冲击试验、16节振动试验、18节热循环试验或19节高度摸拟试验要求，不应当发生起火或爆炸。
另外在进行短路试验时，电芯或电池壳体温度不应超过150℃（302●F）。
在11节非正常充电测试、12节挤压测试、14节重物冲击测试、或17加热测试时会发生起火或爆炸的单体电池或电池应当严格受限制而不能暴露于或隔离于可能会引起火造成爆炸的环境。
单体电池和电池经受15的机械冲击试验，16节的振动试验，18热循环试验以及19的高度摸拟试验，对这些测试电池泄漏应符合表5.1损失标准：
表5.1漏液或泄漏质量损失标准
单体电池或电池的质量
最大质量损失
不超过1g
0.5％
1～5g
0.2％
＞5g
0.1％
5.2用户更换的电池
5.2.1用户可更换的电池或单体电池按10-20节测试。
12节强制放电试验仅适用于多单体电池应用，比如BatteryPack。
除了应满足在5.1.1中对技师可更换的电池或单体电池的要求外，用户可更换的单体电池或电池应在经受13节挤压测试或14节重物冲击测试时，不发生爆炸或燃烧。
5.2.2按表6.3的规定，5个试样组成一组按20.3节要求进行喷射测试。
当第一组中仅有一个样品不符合要求时，另外一组5个试样应当重新测试，第二组的这5个试样都应当符合要求。
5.3多单体电池安装
5.3.1技师更换型或用户更换型单体电池若用于多单体电池安装或BatteryPack，还应当进行10.3节测试和12节的测试，测试中不应当起火，不爆炸。
另外10.3节测试还要求电池满足5.1.1节、5.2.1节对进行10节短路测试要求。
6样品
6.1满电状态的一次单体电池或电池以及经过处理后部分放电或全部放电或上述两种放电状态下的单体电池或电池被用于按照10－20节的要求进行测试。
每个测试中所需的技师可更换单体电池或电池样品数量见表6.1，用户可更换型单体电池或电池样品数量见表6.3。
当一组单体电池或电池中包括不同尺寸，但化学性能相似时，选择有能代表该系列的尺寸进行测试。
6.2满电状态的二次单体电池或电池以及经过充放电循环处理的二次单体电池或电池，按10-20节要求测试。
每个测试中所需的技师可更换单体电池或电池样品数量见表6.2，用户可更换型单体电池或电池样品数量见表6.4。
当一组单体电池或电池中包括不同尺寸，但化学性能相似时，选择有能代表该系列的尺寸进行测试。
表6.1技师更换型一次电池测试用数量
测试项目
满电状态
半量放电a
完全放电
电性能测试
短路b
室温下
5
5
——
55℃下
5
5
——
非正常充电
5
5
5
放电c
5
5
5
机械测试
挤压
5
5
——
重物冲击
5
5
——
机械冲击
5
5
5
振动
5
5
5
环境测试
加热
5
5
——
热循环
5
5
5
高空摸拟
5
5
5
a.仅针对阴极为液体的单体电池
b.串/并联应用见10.3节。
c.串联应用见12.2节。
表6.2技师更换型二次电池测试用数量
测试项目
满电状态
经过充/放电循环处理
电性能测试
短路a
室温下
5
5
55℃下
5
5
非正常充电
5
5
放电b
5
5
机械试验
挤压
5
5
重物冲击
5
5
机械冲击
5
5
振动
5
5
环境试验
加热
5
5
热循环
5
5
高空摸拟
5
5
a.串/并联应用见10.3节。
b.串联应用见12.2节。
表6.3用户可更换型一次电池测试用数量
测试项目
满电状态
半量放电a
完全放电
电性能测试
短路b
室温下
5
5
——
55℃下
5
5
——
非正常充电
5
5
5
放电c
5
5
5
机械测试
挤压
5
5
——
重物冲击
5
5
——
机械冲击
5
5
5
振动
5
5
5
环境测试
加热
5
5
——
热循环
5
5
5
高空摸拟
5
5
5
用户可更换锂电池测试
抛射体测试
5
——
——
a.仅针对阴极为液体的单体电池
b.串/并联应用见10.3节。
c.串联应用见12.2节。
表6.4用户更换型二次锂电池测试用样品数量
测试项目
满电状态
经过充/放电循环处理
电性能测试
短路a
室温下
5
5
55℃下
5
5
非正常充电
5
5
放电b
5
5
机械试验
挤压
5
5
重物冲击
5
5
机械冲击
5
5
振动
5
5
环境试验
加热
5
5
热循环
5
5
高空摸拟
5
5
用户可更换锂电池测试
抛射体测试
5
——
a.串/并联应用见10.3节。
b.串联应用见12.2节。
7样品条件
7.1放电
7.1.1一次电池通过将它们的端子与能在60天内提供期望放电水平的电阻连接实现完全放电。
在完全放电状态下，短路电流减小至1mA以下，电池闭环回路电压低于0.2V。
电池应在室温下进行放电。
对于液体做为负极的单体电池应进行半量放电处理。
期望放电水平
7.1.2对于电解质为固体以及其它由于只能产生小电流而在60天内无法放电完成的一次锂电池，为获得期望的放电水平可以使用延长放电时间和在较高温度下放电的方法。
为能获得要求的最小时间放电的放电水平，可以遵从制造商指定的放电方法。
7.2充放电循环
7.2.1二次单体电池应在25℃的温度下进行处理。
单体电池应按照制造商指定方法连续循环。
该指定方法应能利用到单体电池的全部额定容量，而且循环次数应为所宣称的单体电池循环寿命的25％或连续循环90天，取时间较短者。
循环可单独做也可以整组做。
在按表6.2和表6.4进行测试前应重新充电。
8重要的试验注意事项
8.1某些锂电池在按10-20节测试时可能爆炸。
做好个人防护非常重要，以免受到飞出碎片、爆破力、突然释放的热量以及爆炸噪音产生危害。
试验区域应通风良好，以防止人员受到可能的有毒烟雾或气体的危害。
8.2在按10、12、13和14节测试时，应当监测电池壳体温度。
在电池外表面温度超过90℃时，所有参与测试人员均不能接触其外表面。
8.3为安全起见，20节抛射试验应当在单独的，与观察者隔离的空间进行。
9温度测量
9.1温度测量应使用线径≤0.21mm2，≥0.05mm2的热电偶，并配合电势测量设备。
9.2测量时热电偶应紧贴电池壳体表面
例外：
将热电偶放置在薄纸片或标签上是可以接受的。
技师更换型和用户更换型电池测试
电性能试验
10短路试验
10.1每个测试电池样品按顺序将正、负极用阻值＜0.1Ω的线路短接。
电池放电直至起火或爆炸，或直至电池电压小于0.1V的完全放电状态，而且壳体温度重新降至测试温度的±10℃范围内时，试验结束。
10.2试验应在20±5℃和55±5℃下进行。
电池应在20±5℃和55±5℃下达到与环境平衡稳定后再短接。
10.3除非制造商指明是串联或并联，电池应单独测试。
对于串联或并联应用，另外五套电池需进行测试，样品数目应采用能所有配置中的最大数目。
10.4当电池中有过流或热保护装置时且已经过UL认证的，需将电池在保护装置未动作的最大负载情况下再次进行测试。
没有认证过的保护性装置则须将之短接。
10.5样品应不起火、不爆炸，外壳或电池壳体温度不超过150℃。
11非正常充电测试
11.1一次单体电池或电池按照11.2－11.5要求进行测试。
11.2单体电池或电池按照表6.1和6.3的要求进行处理后进行本测试。
测试在20±5℃的环境温度下进行。
11.3通过将每个电池样品电池反极性连接于一直流电源上，经受3倍制造商指定的充电电流。
特殊充电电流通过串联一特殊尺寸和规格的电阻后获得的。
试验时间通过下式计算：
tc=2.5C/3Ic
tc∝充电时间（h）；
C∝容量（Ah）；
Ic∝制造商一般指定的充电电流（A）
最小测试时间应为7h。
例外：
应制造商的要求，测试电流可以大于3倍的Ic以缩短测试时间。
11.4当不可恢复型过流或热保护装置是单体电池或电池整体的一个组成部分或已经通过认证的时，电池按最大负载而不引起保护装置起作用的条件重新进行测试，测试时间不变。
如果保护装置是可恢复型的，则本测试应在保护装置循环作用的情况下进行，直到适当的充电时间结束，但不能小于7h。
然后，应将单体电池或电池与原先的负载连接，充电时间为计算所得值。
11.5样品应不起火，不爆炸。
11.6二次单体电池或电池应按照11.7－11.10进行测试。
11.7单体电池或电池按照表6.2和6.4的要求进行处理后进行本测试。
测试在20±5℃的环境温度下进行。
11.8每个被测样品电池应以0.2C/1h的电流恒流放电至制造商指定的放电终止电压。
然后，单体电池或电池以规定的最大输出电压恒压充电，最大电流不应超过制造商指定的充电电流Ic的3倍。
充电时间取7h和达到制造商指定的充电截至状态所需时间两者中较长的。
11.9单体电池/电池在进行本测试时，不应带有过流或过热保护装置，除非该保护装置是单体电池或电池整体的一个组成部分或已经通过认证。
当可恢复型保护装置在测试过程中动作，该保护装置允许正常恢复。
测试应继续直至适当的充电时间结束，但不能小于7h。
如保护装置不是单体电池或电池整体的一个组成部分或没有通过认证，该保护装置应被短路。
11.10样品应不起火，不爆炸。
12强制放电试验
12.1进行本测试的单体电池适用于串联的多单体电池组合应用，比如BatteryPack。
12.2一个完全放电的单体电池被强制性串联同型号的满电状态的单体电池，串联的满电状态单体电池数目=串联应用的最大数目-1。
5个单体电池在室温完全放电后测试。
12.3当完全放电的单体电池与规定数目的单体电池串联后，形成的电池组进行短路测试。
13.4被测电池组样品的正、负极端子通过阻值小于0.1Ω的Cu线连接。
电池放电直至起火或爆炸，或者电压低于0.2V的完全放电状态，且电池壳体温度回落至与测试温度相差±10℃时试验结束。
12.5若已经通过认证的过流和热保护装置在测试中起反应，试验应在不引起保护装置起作用的最大负载下重新进行。
没有经过认证的保护装置则应短路。
12.6样品应不起火、不爆炸。
机械测试
13挤压测试（CrushTest）
13.1电池两个平面之间进行挤压。
挤压力通过一个直径为1.25inch（32mm）的液压活塞施加，挤压持续进行，直至压力达到17.2Mpa，施加的压力为13KN，当达到最大压力后泄压。
13.2圆柱型或方型电池受压时其长轴线平行于液压装置的平面。
方形电池还应沿长轴方向旋转90o，以便使宽侧及窄侧均承受压缩，每个样品电池仅承受1个方向的挤压力，每个测试采用不同的电池。
13.3钮扣电池的受压平面应与施压设备的平面平行。
13.4样品应不起火、不爆炸。
14.重物冲击试验（Impact）
14.1测试样品电池放在平面上，将一直径15.8mm的棒放在样品中心，让重量为9.1Kg的重物从24±1inch（610±15mm）高度砸落到试样上。
14.2圆柱形或方形电池受冲击时，其长轴应平行于平面并且与放在试样中心的15.8mm直径的棒的长轴垂直。
方形电池应沿长轴方向转90度，以使宽侧和窄侧均承受冲击。
每个样品电池只承受一个方向的冲击，每个测试都采用独立试样。
14.3钮扣电池受冲击的平面应平行于平面，15.8mm的棒的曲面位于其中心。
14.4样品应不起火、不爆炸。
15机械冲击测试（ShockTest）
15.1单体电池通过能支持其所以按照平面的刚性安装方式固定在测试设备上。
每个单体电池均应承受3个等加速度的冲击。
每个单体电池沿三个相互垂直的方向承受冲击，除非单体电池只有两个对称轴。
每次冲击的方向通常应直于单体电池的表面。
加速度要求：
初始3ms内最小平均加速度应达到75g（g-当地重力加速度），峰值加速度介于125-175g之间。
测试温度为20±5℃。
15.2样品应不起火、不爆炸，另外样品不漏液。
16振动试验（VibrationTest）
16.1电池应经受振幅为0.8mm简谐振动。
16.2振动频率在10-55Hz范围内以1Hz/min的速率变化，并在90-100min内循环一次。
电池沿3个相互垂直的方向振动。
对于只有两个对称轴的电池，电池应沿垂直于每个轴的方向测试。
16.3样品应不起火、不爆炸。
另外，样品也应按5.1.1.的要求不泄放或不泄漏。
环境测试
17加热测试
17.1样品在一自然对流或强制对流烘箱中加热，初始温度为20±5℃。
烘箱温度以5±2℃/min速度升温至130±2℃，并保持10min。
样品应回到室温，然后试验结束。
17.2样品应不起火、不爆炸
18温度循环测试
18.1电池放于测试室内并承受以下循环：
a）30min内升温至70±3℃，保温4h。
b）30min内降温至20±3℃，保温2h。
c）30min内降温至－40±3℃，保温4h。
d）30min内升温至20±3℃。
e）再重复上述循环9次。
f）10次循环后，电池在20±5℃的室温下放置7天待检。
18.2样品应不起火、不爆炸。
另外，样品也应按5.1.1.的要求不泄放或不泄漏。
19低气压（海拔高度模拟）试验
19.1样品电池在绝对压力为11.6Kpa（1.68psi）、温度为20±3℃（68±5℉）条件下贮存6小时。
19.2做为高空模拟实验的结果，样品电池不应爆炸、不起火。
另外，样品也应按5.1.1.的要求不泄放或不泄漏。
用户可替换锂电池检测
20抛射体试验
20.1当按照20.2－20.5进行所述实验时，不能有爆炸的单体电池或电池的任何部分穿透网屏，或部分或全部电池突出网屏。
20.2单体电池或电池置于一个盖板，该盖板盖在平面桌中间的直径为102mm（4inch）的孔上。
盖板由每英寸（25.4mm）20孔、直径0.017inch（0.43mm）的钢丝网构成。
20.3盖板安装在距燃烧嘴38mm（1-1/2inch）高处。
燃料和空气的流速的设置应使燃烧器能发出明亮蓝色火焰，并能将支撑单体电池或电池的盖板烧至发出明亮红色。
20.4在试样周围安置一个对面宽610mm（2feet）、305mm（1inch）高的8面丝网笼。
金属网由直径0.25mm（0.010inch）、每个方向上每英寸（25.4mm）16-18丝的铝线构成。
20.5样品放在金属盖上，然后进行加热直至起火燃烧。
不要求样品固定在位置上，除非存在在试验结束前，样品从金属盖上脱离的危险。
如果要求，样品应用一根金属丝将其固定在金属盖上。
标识
21总论
21.1电池应清晰明了的永久性的标注以下内容：
a）制造商名称、厂商名称，或商标或其它描述性标识以便能确认谁对该产品负责；
b）区别性的（类别或规格型号）数字或类似标识；
c）制造日期或不超过3个月的制造时间段。
例外1：
如果该产品通过个人拥有的品牌或商标标识，制造日期可以用条形码表示。
例外2：
制造日期可以是字母；或用国家通用的传统数码或由制造商确认的数码，如果该数码：
a）在家用产品中10年内不重复或在商用产品中20年内不重复，而且
b）不需要通过参考制造商的生产记录就能确定该产品何时生产。
21.2电池应标识“Warning”字样，并有以下或等效的表述：
（“电池有着火、爆炸和燃烧的危险。
禁止充电、拆卸、挤压、加热超过100℃或焚烧”）“Riskoffire,explosionandbums.Donotrecharge,disassemble,Crush,heatabove100℃（212oF）,orincinerate.”
例外1：
圆柱形电池容量小于300mAh和钮扣电池、针状电池，如果测试表明没有这些危险则不要求标识。
例外2：
在8-20节指定的条件没有出现危险的可不必标识。
例外3：
电池容量为300-950mAh的电池可标识“WARNING”并且采用以下类似的语言性描述：
“Riskofexplosion.DonotRecharge,orincinerate.”如果电池空间不够，可标识在最小包装上。
例外4：
用户可更换电池可以标识“CAUTION”而不是“WARNING”。
例外5：
专在BatteryPack上用作组件的单体电池不按21.2的要求进行标识。
例外6：
“donotrecharge”（“禁止充电”）的标识仅用于一次单体电池和电池中。
例外7：
如果电池空间不够，可标识在最小包装上。
21.3用户可更换电池的包装上应标识“CAUTION”和以下或等效的表述：
“存在着火、燃烧的危险。
不要充电、拆卸、加热超过100℃（212oF）或焚烧。
不要让小孩接触电池，使用前放在原始包装中。
建议处置用过的电池应按照当地再循环
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