鉅大LARGE | 點擊量：984次 | 2019年08月10日
Tadiran 電池 安全性能試驗全
Tadiran電池安全性能試驗全解
警告：下面所做的試驗都是在極端條件下進行的。只是用來說明某種情況，絕不可理解為這些方法可在實際中應(yīng)用。如果在應(yīng)用或試驗中有的要求超過電池資料表中所給出的標準，必須事先征得Tadiran的批準方可進行。
5.2.1•總則
電池的安全方面在生產(chǎn)中必須盡早考慮，讓用戶感到在使用時有安全感。或是明確警告電池禁止存放在某些環(huán)境下，因為那可能造成某些危害。
Tadiran電池的設(shè)計安全，無爆炸隱患。之所以能夠如此，是因為考慮到了充分利用如下幾個方面的因素：
•高熱量擴散介質(zhì)
•有限的反應(yīng)區(qū)域
•有限的短路電流（結(jié)果帶來有限的溫度上升）
•根據(jù)作業(yè)的需要裝有透氣裝置
UL安全標準中的UL-1642-鋰電池標準規(guī)定了有關(guān)鋰電池的規(guī)范要求。這類鋰電池在實際應(yīng)用中，技術(shù)人員或用戶就可以直接替換。UL-1642鋰電池標準還規(guī)定了電池必須安全規(guī)范使用的試驗條件。在下面的安全報告里即包括了一些試驗。這些試驗條件在性質(zhì)上比UL安全標準要求的還要嚴格。
圖5.2-1通過X-射線拍攝的穿刺電池照片短路電流（A）
Tadiran圓柱型和薄片型鋰電池已經(jīng)經(jīng)過了如下的安全試驗(包括有透氣孔和不帶透氣孔電池):
•穿刺試驗（5.2.3）
•擠壓試驗（4.2.4）
•在250C溫度環(huán)境下的短路試驗（5.2.5）
•在720C溫度環(huán)境下的短路試驗（5.2.6）
•加熱試驗，1500C（5.2.7）
•滲漏試驗（5.2.8）
•強行放電試驗（5.2.9）
•放電電池的充電試驗（5.2.10）
•滿容量電池的充電試驗（5.2.11）
只適用于有透氣孔的電池：
•火焰焚燒試驗（5.2.12）
•燃火接觸試驗（5.2.13）
•安全性能試驗（5.2.14）
時間（小時）
圖5.2-2絕熱電池短路的溫度電流形勢圖
（包括對滿容量電池和放電電池）
試驗條件：環(huán)境溫度：25oC；相對濕度：70%。
試驗描述：用壓力使直徑為4毫米的釘子穿過電池，釘子與電池豎軸成垂直角（見圖5.2-1）。在這種情況下對電池再觀察24小時。
觀察結(jié)果：在穿刺處有輕微的電解質(zhì)滲漏—沒有電解質(zhì)噴出或“嘶嘶”冒出的現(xiàn)象發(fā)生，證明電池內(nèi)部缺少壓力。電池沒有膨脹。電池被短路并對溫度上升情況進行了記錄。
5.2.4•擠壓試驗
（包括對滿容量電池和放電電池）
適用文件：UL-1642第12節(jié)。
試驗條件：環(huán)境溫度：25oC；相對濕度：70%。
試驗描述：對每一塊電池按垂直于其豎軸的方向進行擠壓（受壓面積為32x32毫米）。對其中的兩個階段進行觀察。第一階段為擠壓深度達正常電池直徑的30%時；第二階段為電池被完全擠扁時。
觀察結(jié)果：在第一階段：電池短路，沒有爆炸或電解質(zhì)流出現(xiàn)象；在第二階段，電池短路，電解質(zhì)漏出，但沒有爆炸。
5.2.5•在+25oC溫度環(huán)境下進行的短路試驗
適用文件：UL-1642第10節(jié)，MIL-B-49461（ER）第4.8.10節(jié)。
試驗描述：將鎳片點焊到電池兩端。電池短路24小時，其有效電阻約為0.005Ω。在短路試驗的24小時內(nèi)，對電池進行觀察記錄。
觀察結(jié)果（見圖5.2-2，D號電池）：電池短路30秒鐘后，其電壓降到接近于零。最大短路電流為6A。在電池底部和封蓋上有輕微的膨脹。電池直徑?jīng)]有變化；沒有著火或爆炸。
5.2.6•在+72oC溫度環(huán)境下進行的短路試驗
適用文件：UL-1642第10節(jié)。
試驗描述：將鎳片點焊到電池兩端。電池在72oC溫度環(huán)境下存放16小時。讓電池短路，其有效電阻約為0.005Ω，在72oC+2oC溫度環(huán)境下再存放24小時。在短路試驗的24小時內(nèi)，對電池進行觀察記錄。
5.2.7•加熱試驗（+150oC）
適用文件：UL-1642第11節(jié)。
試驗描述：在試驗前和試驗后對電池的尺寸和重量進行記錄。電池放在溫度為150oC+5oC的爐內(nèi)3個小時。在這期間每10分鐘對電池開路電壓進行記錄一次。觀察結(jié)果：電池頂部和底部有膨脹現(xiàn)象發(fā)生。電池直徑?jīng)]有變化；沒有電解質(zhì)滲漏。圖5.2-3顯示了電池在爐內(nèi)時開路電壓的變化情況。在有透氣孔的電池上，透氣孔張開。
5.2.8•滲漏試驗
適用文件：MIL-B-49461（ER）第4.8.13節(jié)。
試驗描述：電池放在55oC溫度環(huán)境下7天，然后放在室溫環(huán)境下一段時間，使其穩(wěn)定。接下來稱其重量，再把電池放在55oC溫度環(huán)境下21天，再放在室溫下使其穩(wěn)定，然后再進行稱重。記錄兩次的重量差別。
觀察結(jié)果：重量損失不超過電池內(nèi)亞硫酰氯總重量的0.005%；看不到有任何腐蝕痕跡。
5.2.9•強行放電試驗
適用文件：MIL-B-49461（ER）第4.8.13.1節(jié)，UL-1642第17節(jié)。
試驗描述：電池以額定電流放電至端電壓為0V。然后電池以如下高電流強行放電12小時。
時間（分鐘）
5.2.10•對放電電池的充電試驗
適用文件：UL-1642第18節(jié)。
試驗描述：在試驗前后對電池的尺寸和重量進行測量。電池以額定放電電流完全放電至端電壓為0V。然后電池以如下高電流充電12小時。
觀察結(jié)果（D型電池）：在充電的一開始，電池電壓升到5.0V，然后逐漸下降，最后穩(wěn)定在3.7V。該電壓一直持續(xù)到試驗結(jié)束。電池溫度在充電12小時后達到最高值53oC。試驗結(jié)束時，沒有發(fā)現(xiàn)電池在重量和尺寸上有任何的變化；亦沒有電解質(zhì)滲漏。
5.2.11•滿容量電池的充電試驗
適用文件：UL-1642第18節(jié)。
試驗描述：在試驗前后對電池的尺寸和重量進行測量。然后電池以如下高電流充電12小時。
觀察結(jié)果（D型電池）：在充電的一開始，電池電壓升到4.0V，而且在整個試驗過程中，電壓一直保持在這個水平。在充電結(jié)束時，電池溫度達到最高值+62oC。在試驗結(jié)束時，沒有發(fā)現(xiàn)電池有尺寸和重量上的變化；沒有電解質(zhì)滲漏。
5.2.12•火焰焚燒電池試驗（只對有透氣孔的電池）
適用文件：MIL-B-49461（ER）第4.8.20節(jié)。
試驗描述：電池在540-580oC高溫的明火上焚燒。
觀察結(jié)果：1分鐘后，電池透氣孔開始排氣。沒有發(fā)生爆炸。
5.2.13•燃火接觸試驗（只對有透氣孔的電池)
適用文件：UL-1642第19節(jié)。
試驗描述：將每塊要做試驗的電池固定到鋼絲網(wǎng)上，然后放到實驗室用的Meeker燃氣爐上。將電池加熱破壞（通過燃燒鋰即可證明這種情況）。
觀察結(jié)果：沒有火花、火焰亦沒有固體物噴出。沒有爆炸現(xiàn)象發(fā)生。
5.2.13•安全性能試驗（只對有透氣孔的電池）
適用文件：MIL-B-49461第4.8.10節(jié)。
試驗描述：電池在85-90oC溫度環(huán)境下放16小時，記錄下透氣孔的變化情況。然后將電池放在150oC的高溫環(huán)境下16小時，亦記錄下透氣孔的變化情況。
觀察結(jié)果：在開始的16小時，電池沒有排氣，但在第二個16小時后，所有電池都有排氣現(xiàn)象出現(xiàn)。沒有出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象。
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