当今社会手机、笔记本电脑、摄像机、遥控玩具等含有可充电式锂电池的电子产品已经相当普及,所以对含锂电池货物的运输需求日益增长。《联合国危险物品运输试验和标准手册》中的第3部分38.3条款,即为通常所说的UN38.3,这是联合国针对危险品运输专门制定的规章,要求锂电池在运输前必须通过高度模拟、高低温循环、振动试验、冲击试验、55℃环温下短路试验、撞击试验、过度充电和强制放电试验。UN38.3适用于空运过程及日常使用存放等过程中。
1 高度模拟测试
1.1 测试条件。为模拟在低压(高海拔)条件下的运输,所有被测样品均需在环温205℃,大气压力≤11.6kPa的负压条件下,存放6h以上,可采用如下真空干燥箱进行:
1.2 评判依据。测试完毕要求电池无重量损失,无渗漏、排气、解体、燃烧、爆炸、破损等现象,开路电压不小于试验前电压的90%。
2 温度测试
本试验利用快速*端的温度变化来评估被测样品的密封完善性和内部电连接。把样品置于高温752℃和低温-402℃条件下进行快速温变冲击,两种*端温度条件下的转换时间≤30min,共冲击10次,在此种*限温度中存放时间≥6h,然后在室温(205℃)条件下存放24h,试验总时间至少一周。评判依据同3.1.2。本试验设备可采用高低温交变湿热试验箱。
3 振动测试
为模拟运输过程中产生的振动,将被测样品用绳子或胶带紧固在振动台平面上,采用正弦波形,设置频率在7~200Hz之间摆动,对数扫频时间为15min,在样品安装方位的三维方向上各进行12次振动,总时间为3h。
4 冲击测试
为模拟运输过程中可能发生的撞击,将被测样品用坚硬支架紧固在试验装置上,支架支撑着试验样品的所有安装面。采用半正弦波冲击,设置*大加速度150gn,脉冲时间6ms,在安装方位的三维方向上,正、反方向各冲击三次,共经受18次冲击。如果是大型电池或大型电池组,则采用*大加速度50gn,脉冲时间11ms的半正弦波冲击。
5 外短路测试
将接有热电偶的被测样品在充满电的情况下置于电热鼓风干燥箱中,红线夹子接电池正*,黑线夹子接电池负*,夹子的引线拉至箱外,调节箱内温度使样品外表温度稳定在552℃。测试夹子引线的电阻值,将总电阻值控制在0.1Ω以下,再将正负夹子引线连接在一起,使被测样品短路。此时电池表面温度会上升,一定时间之后温度会回落,短路时间持续到电池温度回到552℃后1h,并观察6h。
测试完毕要求6h内,无解体、破损、燃烧等现象,且电池表面温度应≤170℃。
6 撞击测试
将接有热电偶的待测样品放在平坦表面上,直径15.8mm的刚棒垂直横放在电池中部,9.1kg的重锤从612.5cm高处自由落体,撞击在刚棒上,实时监控电池表面温度,并观察6h。采用10个试样,每一试样只经受一次撞击。
测试完毕要求6h内,无解体、燃烧等现象,且电池表面温度应≤170℃。
7 过充电测试
为评估可再充电电池组承受过度充电状况的能力,在电池性能检测装置上,设置充电电流为厂家规定的*大连续充电电流的两倍,充电截止电压分以下两种情况:
(1)若充电电压≤18V,则设置充电截止电压为*大充电电压的2倍或22V两者中的较小者;
(2)若充电电压>18V,则设置充电截止电压为*大充电电压的1.2倍。注意正负*不能接反,并且应加上防爆网罩,对电池组过充24h,试验后,7天内应无解体和燃烧现象。
8 强制放电测试
为评估电池承受强制放电的能力,将直流电源、滑线变阻器及电流表与电池串联,搭建成放电回路。调节直流电源的输出电压为12V,调节滑线变阻器使放电电流达到厂商规定的*大放电电流,进入放电状态。强制放电的时间应等于其标定电容量除以试验电流。试验后,7天内应无解体和燃烧等现象。
9 1.2m跌落试验
如果锂电池未安装在设备里,且每个包装内装有超过24个电池芯或12个电池,则要求通过此项测试。在水泥地面上铺一块18~20mm厚的硬木板,在常温205℃条件下,将包装件从1.2m高度上自由跌落到木板上,从包装件的上下、左右、前后六个方向上,每个方向跌落1次。要求电池无渗漏、解体、燃烧、爆炸、破损等现象。