UL2054**標準 (鋰電池)
前 言
本標準含有覆蓋UL規定的大類(lèi)的產(chǎn)品的基本要求。
這些要求基于合理的工程原理，研究和試驗結論以及現場(chǎng)經(jīng)驗，并且參考了制造商、用戶(hù)、檢查機構和其它一些有專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗的機構或人士的意見(jiàn)。
A.遵守本標準的要**制造商在制造產(chǎn)品時(shí)應具備的一個(gè)基本條件。
B.產(chǎn)品僅能書(shū)面滿(mǎn)足本標準條文規定不足以斷定滿(mǎn)足本標準，比如：當檢測和試驗時(shí)，發(fā)現其它特征不滿(mǎn)足本標準**水平的要求。
C.產(chǎn)品采用的材料或結構與本標準技術(shù)要求不符的不能認為符合本標準。如果該產(chǎn)品采用的材料或由采用不同于本標準所列的結構形成；但性能可以符合標準要求的，有可能斷定符合本標準。
D.UL在執行客戶(hù)的**測試要求時(shí)，并不承諾為客戶(hù)的產(chǎn)品負責，UL只是依據當前水平考慮到的一些實(shí)際**限制及要求為產(chǎn)品提供一個(gè)專(zhuān)業(yè)的判斷。UL對產(chǎn)品造成的危害不承擔義務(wù)。
E.許多本標準的測試由于其固有的危險性，必須有足夠的人身及財產(chǎn)**防護措施。
簡(jiǎn) 介
1. 領(lǐng)域
1.1 這些要求針對二次（可重復充電）電池。這些電池包含單芯、兩個(gè)或兩個(gè)以上多芯串/并聯(lián)結構的電池組。
1.2 這些要求目的是降低鋰電池在用于產(chǎn)品時(shí)著(zhù)火或爆炸的危險。這些電池能否接受并依賴(lài)于他們能否滿(mǎn)足所應用的完整產(chǎn)品應符合的要求.
1.3這些要求為了組裝電池供一般的用戶(hù)使用,這些要求不適用于那些按產(chǎn)品的標準中的要求的設計為使用連接電池和產(chǎn)品成*終成品的電池的連接,比如合適的電子工具標準UL745.
1.4 這些要求也傾向于降低用戶(hù)更換的Li電池因著(zhù)火或爆炸而對人身造成的危害。
1.5 這些要求涵概了容量達到10AMH的電芯,,由這些電芯組裝而成的電池組.
1.6 本要求不包括食入鋰電池及其組成物造成的有毒危害,也不包括當電池被切開(kāi)時(shí)對人造成的傷害情況。
1.7這些電池包括的金屬Li或Li合金，或Li離子也要達到UL1642標準對于LI電池的要求.
1.8 產(chǎn)品的某些特征、特性或零部件、材料或整個(gè)系統與本標準要求的有所不同時(shí)，只要包含著(zhù)火、電擊、對人可能造成傷害的應采用適當的附加零部件和終端產(chǎn)品要求進(jìn)行評估，以保證可接受的**水平。
2. 概述
2.1 測量總論
2.1.1如果一個(gè)測量值后面括號里有另一個(gè)值時(shí)，**個(gè)值可能僅是大概值，**個(gè)值是要求的數值。
2.2 術(shù)語(yǔ)
"Lithium battery(ies)"和"batter(ies)"均包含用戶(hù)可更換的和技師可更換的鋰電池。
3. 總論
3.1 本標準對一些術(shù)語(yǔ)的定義
3.2 Battery-（1）單芯或（2）一組電芯串/并聯(lián)。
3.3 Battery，Secondary-能夠放電和充電許多次的電池。
3.4 Cell-單個(gè)含有正、負極的電化學(xué)電芯。
3.5Component, current-limity任何零件在不正常條件下所采用的限流措施，限制電流的零件包括電阻、保險絲或熱切斷部件。
3.6 Current, Abnormal charged對一次性電芯或電池按錯誤的操作條件充電。
3.7 COMPONENT, TEMPERATURE-LIMITING–在非正常條件下,任何組件都須受到溫度的限制,溫度限制組件包括溫度保護器和溫度保險絲.
3.8 Discharged, Forced將電池同外部電源串聯(lián)強制性放電，目的使電池*終成反極性狀態(tài)。
3.9 Discharged, Fully當連接一個(gè)100Ω電阻而且短路電流減小至小于1mA,電池死循環(huán)回路電壓低于0.2V即認為電池完全放電。 3.15 Material, Toxic-在sax工業(yè)材料危險性能參考手冊中標稱(chēng)的有毒工業(yè)產(chǎn)品。
3.10 EXPLOSION – 當電芯或電池零件被強制性打開(kāi)并且電芯或電池殼體破損或劈成兩半或更多的情形.
3.11 Venting-電池或電芯的電解液以液態(tài)、滴狀或蒸汽從所設計的閥或密封機構中泄漏。
3.12 PROTECTIVE DEVICES –如FUSE,二極管和限流器能夠防止漏電流,在電路中將放電電流限制在一個(gè)流向上放電或限流.
3.13 RATED CAPACITY –將一個(gè)電芯或電池接在由廠(chǎng)商定制細則的負載,溫度保險絲和電源保險絲的電路中測得的容量,單位AMH.
3.14 C5 AMP RATE –將一個(gè)電芯或電池放電5小時(shí),讓其電壓降到廠(chǎng)商標稱(chēng)的截止點(diǎn)時(shí)測得的電流,單位A.
3.15 SHORT CIRCUIT –將電芯或電池的正負極以接近零電阻的通路短接放電.
結構/組成
4. 總論
4.1 殼體
4.1.1 鋰電池殼體應有足夠的強度和剛度足以抵抗所濫加的壓力，而不致引起著(zhù)火。用戶(hù)可替換的鋰電池應有足夠的強度而不致于傷到人。
4.1.2電池的外殼必須足夠堅硬而不容易被折彎,一些機械工具的使用必須減小其機械力量要求來(lái)打開(kāi)外殼.
除了:1.這些要求不適用于電極含量小于0.04g電芯或電池.
2.對于比較大的電芯或電池,它會(huì )反復彎曲或者折彎后不會(huì )導致在Section 5中定義的漏液現象,或者加熱溫度超過(guò)了60°C(140°F)而導致彎曲,那么這里的要求對其都不適用,
4.2 電解質(zhì)
4.2.1用戶(hù)可更換的電池不應含有壓力蒸氣或噴出傷害眼睛的有毒蒸氣和液體,或電池殼體在正常實(shí)驗室條件下23 ±2°C(73±3.6°F)受沖擊時(shí)漏出的有毒液體。
性 能
5. 總論
5.1電池應當按9-15節要求測試， 其中12節（強制放電試驗）僅適用于電芯用于多電芯的場(chǎng)合，如電池組.環(huán)境場(chǎng)所測試,見(jiàn)18-21(包括粉碎試驗,壓縮試驗,澆鑄解壓試驗，高度摸擬試驗),這些只針對有塑料外殼包裝的電池.
5.2 在這個(gè)標準中大部分的測試電芯和電池必須不會(huì )爆炸或著(zhù)火.在沖擊測試中,見(jiàn)16節,在加速度測試中,見(jiàn)17節,250lb.粉碎測試,見(jiàn)19節,塑料解壓測試,見(jiàn)20節,高度模擬測試,見(jiàn)21節,溫度循環(huán)測試,見(jiàn)25節,被測試的樣品必須不會(huì )發(fā)生漏液.對這些測試電池泄漏應符合表5.1損失標準：
表5.1 漏液或泄漏質(zhì)量損失標準
電芯或電池的質(zhì)量 *大質(zhì)量損失
不超過(guò)1g 0.5％
1～5g 0.2％
＞5g 0.1％
5.3 當一個(gè)電芯或電池達不到標準中對于使用合格的測試要求的話(huà),那么必須特別注意使用這些電芯或電池了.
5.4可靠的*終產(chǎn)品設備要求電池的輸出電壓是受限制的.受限電壓源的測試,見(jiàn)13節,其用以確定所申請的電芯或電池是否適用.
6. 樣品
6.1 新的二次電芯或電池按9-25節要求測試，測試樣品數量見(jiàn)表6.1。當一組具有不同尺寸的電芯或電池， 他們采用近似的電化學(xué)原理制造，可以選取一個(gè)代表尺寸進(jìn)行測試。
表6.1一次電池測試用數量
Test Section 所需新電池數
ElectricalTests電氣測試
短路測試 9
室溫下測試 5
在60°C下測試 5
不正常充電 10 5
強制過(guò)充 11 5
強制過(guò)放 12 5
受限制電壓 13 3
MechanicalTests機械測試
壓縮 14 5
沖擊 15 5
加速度 16 5
振動(dòng) 17 5
Battery EnclosureTests電池外部測試
用250lb力擠壓 19 3
澆鑄解壓試驗 20 3
高度沖擊 21 3
Fire ExposureTests臨近火源測試
燃燒試驗 22 5
噴射 23 5
EnvironmentalTests環(huán)境測試
加熱 24 5
熱循環(huán) 25 5
6.2所有的測試電池都必須在滿(mǎn)充狀態(tài)下進(jìn)行,除非做不正常充電和強制過(guò)放測試.
7. 重要的試驗注意事項
7.1 某些鋰電池在按10-19節測試時(shí)可能爆炸， 個(gè)人須防護好以免飛出碎片、爆破力突然釋放的熱量以及爆炸噪音產(chǎn)生危害。試驗區域應通風(fēng)良好。
7.2 在按9、11、14.15節部分測試時(shí)，電池殼體溫度應當檢測在電池外表面溫度超過(guò)90℃時(shí)，所有參與測試人員均不能接觸其外表面。
7.3 為**起見(jiàn)，22節燃燒（烘烤）試驗時(shí)，23節拋射試驗應當在單獨與觀(guān)察者隔離的空間進(jìn)行。
8. 溫度測量
8.1 熱電偶絲面積≤0.21mm2，≥0.05mm2，并配合熱電勢測量設備
8.2 測量時(shí)熱電偶應緊貼電池殼體表面
電性能試驗
9. 短路試驗
9.1 每個(gè)測試電池樣品正、負極采用阻值＜0.1Ω的Cu線(xiàn)短接，電池放電直至起火或爆炸，或直至電池完全放電，殼體溫度重新降至室溫停止。
9.2 試驗在室溫和60±2℃進(jìn)行，電池在室溫或60±2℃達到與環(huán)境平衡穩定后再短接。
9.3 除非制造商指明是串聯(lián)或并聯(lián)，電池應單獨測試。對于串聯(lián)或并聯(lián)應用， 另外五套電池需進(jìn)行測試，采用電池的*大數目根據所用串/并聯(lián)數目定。
9.4 當電池中有過(guò)流或熱保護裝置時(shí)且已經(jīng)過(guò)UL認證的， 需將電池在保護裝置未打開(kāi)的*大負載情況下測試，沒(méi)有認證過(guò)的保護性裝置則須將之短接。
9.5 樣品應不起火、不爆炸，外殼或電池殼體溫度不超過(guò)150℃。
10. 非正常充電測試
10.1 將電池按制造商提供的容量放掉后進(jìn)行測試
10.2 每個(gè)電池樣品遭受的充電電流為3倍的制造商普通指定的充電電流，將電池連接于一直流電源上。 特殊充電電流的獲得是通過(guò)串聯(lián)一特殊尺寸和規格的電阻后獲得的。試驗時(shí)間通過(guò)下式計算：
tc=2.5C/3Ic
tc—充電時(shí)間（h）；C—容量（Ah）；Ic—制造商一般指定的充電電流（A）
*小測試時(shí)間應為48h，這并不要求初始充電電流維持48h。
10.3 當電池經(jīng)過(guò)認證的過(guò)流或熱保護裝置時(shí)，電池按*大負載而不引起保護裝置起作用的條件測試。未經(jīng)過(guò)認證的保護裝置則應將起短接后試驗。
10.4 樣品應不起火不爆炸
11.強制過(guò)充測試
11.1用于測試的樣品電池以10*C5的恒定電流充電,每個(gè)電池或電芯都要貼上熱偶合組件然后充電直到電池或電芯爆炸,漏液,或外殼表面的溫度恢復到環(huán)境溫度或者達到穩定的狀態(tài).
11.2 在測試中,起反應的過(guò)流和熱保護裝置必須要經(jīng)過(guò)安規認證，沒(méi)有經(jīng)過(guò)認可的保護裝置則應將其短路。
11.3樣品應不起火、不爆炸.
12 強制放電試驗
12.1 本測試適用于多電芯組合應用的場(chǎng)合，比如電池組。
12.2 一個(gè)完全放電的電芯被強制性串聯(lián)同型號的新電芯，串聯(lián)的新電芯數目=串聯(lián)應用的*大數目-1。5個(gè)電芯在室溫完全放電后測試。
12.3 當完全放電的電芯與特定數目的新電芯串接好后，形成的電池組進(jìn)行短路測試。
12.4 正、負極端子連接到阻值小于0.1Ω的Cu在線(xiàn)，電池放電直至起火或爆炸， 或者直至電池殼體溫度回落至接近室溫時(shí)試驗終止。
12.5 樣品應不起火、不爆炸
13 受限制電壓測試
13.1由改變負載阻抗使得電路從開(kāi)路狀態(tài)為短路狀態(tài)來(lái)確定電芯或電池的*大輸出容量PMAX,,過(guò)流或熱保護裝置須置為不可用或旁路狀態(tài).
13.2此測試中用到3個(gè)樣品電池必須在過(guò)流保護和熱保護的裝置下將其充電到滿(mǎn)充狀態(tài),電池用20AWG長(cháng)的鎳鉻合金線(xiàn)接在等效電阻的負載上得到PMAX=13.1.在測試中用到的粗棉布的兩面要包裹在鎳鉻合金在線(xiàn),然后監控電池兩端和粗棉布之間在電路穩定狀態(tài)下的電壓和電流60秒的時(shí)間.
13.3若已經(jīng)有經(jīng)過(guò)安標認證的過(guò)流和熱保護裝置在測試中起反應，測試應在不引起保護裝置起作用的*大負載下進(jìn)行,沒(méi)有經(jīng)過(guò)認可的保護裝置則應短路。
13.4電池或電芯必須符合以下的要求:
60秒后的*大輸出電流必須小于8.0amp
在60秒的那個(gè)時(shí)刻測得的輸出電壓必須小于5倍開(kāi)路電壓
粗棉布應不會(huì )被燒毀
機械測試
14. 壓縮測試(Crush Test)
14.1 電池兩個(gè)平的表面之間進(jìn)行壓縮，壓縮力通過(guò)一個(gè)直徑為32mm的液壓活塞施加,壓縮持續進(jìn)行直至壓力達到17.2Mpa，施加的壓力為13KN，當達到*大壓力后泄壓。
16.2 樣品應不起火、不爆炸，另外樣品不漏液,見(jiàn)5.2。
17. 振動(dòng)試驗（Vibration Test）
17.3 樣品應不起火、不爆炸、不泄漏,見(jiàn)5.2。
外圍測試
總述
18.1用以包裝電池的外殼的設計必須達到普通簡(jiǎn)易的工具不能輕易打開(kāi),比如螺絲起子,外殼 要用超聲焊接,或者用其它等效的密封法.
18.2電池的外殼材料必須根據聚合材料的標準,見(jiàn)根據聚合材料的標準,分類(lèi)為V-2或更低的燃燒等級.
例外情況:當材料符合外部燃燒時(shí),如在聚合材料標準中規定的3/4inch燃燒測試,見(jiàn)根據聚合材料的標準,則不要求將其劃分為V-2或更低的燃燒等級.
18.3已經(jīng)包裝了外殼的電池必須進(jìn)行19,20,21節描述的測試.
19.2樣品不爆炸,不起火,不漏液,見(jiàn)5.2.另外,電池外殼不會(huì )爆裂,電芯或任何保護裝置不能穿孔或泄露
20 鑄造壓力釋放測試
20.1樣品在完全對流循環(huán)的干燥室內以70°C (158°F)持續7小時(shí).
20.2然后小心取出樣品恢復到室溫,觀(guān)察樣品表面必須無(wú)損壞,比如電池外殼沒(méi)有破裂或電解質(zhì)漏液現象.
20.3樣品不爆炸,不起火,不漏液,見(jiàn)5.2.另外, 電池外殼不會(huì )爆裂,電芯或任何保護裝置不能穿孔或泄露.
燃燒測試
22. 燃燒顆粒測試
22.1 每個(gè)檢測電池被擺放在每英寸(25.4mm)20孔的鋼絲網(wǎng)上,鋼絲0.017英寸粗。絲網(wǎng)置于距燃燒器1-1/2(38.1mm)英寸的距離上。 燃油和空氣以提供明亮藍色火焰的速度噴射，這樣鋼絲網(wǎng)燒變成明亮紅色。1個(gè)粗石棉布面板置于與鋼網(wǎng)中央垂直距離3英尺（0.91m）的位置見(jiàn)圖22.1,22.2。粗石棉布片一碼見(jiàn)方， 由四層每平方碼0.4-0.6盎司重的粗石棉布材料構成。試驗樣品被置于火星或燃燒顆粒能?chē)娚涞酱质薏计醒氲奈恢?。在某些情況下，它應被要求將實(shí)驗樣品圈在網(wǎng)內，然后點(diǎn)燃燃燒器，觀(guān)察電池至其爆炸或被摧毀。
22.2 當電池進(jìn)行22.1所描述的實(shí)驗時(shí)，粗石棉布面扳不會(huì )點(diǎn)燃。
23 噴射實(shí)驗
23.1實(shí)驗電池置于中間直徑4英寸的孔并蓋有蓋板的平面桌上。 蓋板由每英尺20孔的鋼絲網(wǎng)構成或鋼絲0.017英寸（0.43mm）。在試樣周?chē)仓靡粋€(gè)每面2英尺寬（610mm）、1英尺高(305mm) 共8面的絲網(wǎng)屏風(fēng),見(jiàn)圖23.1。金屬網(wǎng)由直徑0.010英寸(0.25mm)金屬絲按每英寸16-18絲構成。樣品放在金屬網(wǎng)上，蓋住桌中央的孔，然后進(jìn)行加熱直至爆炸或至其被摧毀。其中**閥朝向平行于石棉布。
23.2 當進(jìn)行23.1所述實(shí)驗時(shí)，爆炸電池沒(méi)有任何部分穿透網(wǎng)屏，沒(méi)有部分或全部電池突出網(wǎng)屏。
環(huán)境測試
24 加熱測試
24.1 樣品在一自然對流或強制對流烘箱中加熱，烘箱溫度以5±2℃/min速度升溫至150℃，并保持10min后停止。
24.2 樣品應不起火、不爆炸
25 熱循環(huán)測試
25.1 電池放于測試室內并承受以下循環(huán)：
a) 30min內升溫至70±3℃，保溫4h。
b) 30min內降溫至20±3℃，保溫2h。
c) 30min內升溫至40±3℃，保溫4h。
d) 30min內降溫至20±3℃。
e) 重復上述循環(huán)9次。
f) 10次循環(huán)后，電池放置7天待檢。
25.2 樣品應不起火、不爆炸、不漏液,見(jiàn)5.2。
標 識
26. 總論
26.1 電池應標識制造商名字、商標名或商標和款式設定。
26.2 如果制造商在多個(gè)工廠(chǎng)制造電池，每個(gè)電池包裝應當有一個(gè)明確的標識以確認該電池是 哪個(gè)工廠(chǎng)生產(chǎn)的。
26.3與每個(gè)電池裝配在一起的包括*小單元的電池包裝殼,都應標識有以下或等效的表述：
提醒性文字,如2Caution,22Warning,2 或 2Danger.2
電池有著(zhù)火、爆炸和燃燒的危險.
不要重新充電、拆卸、擠壓、加熱或焚燒等.
26.4應包括廠(chǎng)商的充電細則說(shuō)明
26.5直徑小于1.25英寸(32MM),厚度0.15英寸(3.8MM)的電芯或電池都應標識有以下或等效的表述：
“不要放入口中,如果吞咽,則應立即聯(lián)系你的醫生或當地中毒檢測中心”
26.6 達到受限制電源要求的電池.見(jiàn)13.4,應包含”LPS”的標志.
