锂电池PSE认证之测试标准JIS C 8714简介

锂电池PSE认证之测试标准JIS C 8714简介

    目前，特定范围内的锂离子电池已经被日本政府纳入为电器与材料安全法的产品目录中，出口到日本的特定范围的锂离子电池，必须符合关于供应商合格声明的法令规定要求,并且上市时必须粘贴相关PSE标志。

    凡是符合日本电器材料安全法中所规定的范围内的锂离子电池产品都必须通过PSE测试要求。具体涉及范围为：仅限于那些能量密度不低于400Wh/L的二次电芯所组成的电池，但不包括汽车用二次锂离子电池，不包括电动自行车、医疗设备、工业设备中用的二次锂离子电池，也不包括以焊接方式或类似方式将电池安装固定在设备中的电池（不能轻易移位），或那些具有其它特殊结构的电池。按照此规定，大部分范围内的锂电池都用于行动装置, 如Notebook、 Mobile Phone等。这些电池及电芯PSE的测试标准均为：JIS C 8714：2007。该标准主要分为三部分，以下我们将对这几部份的内容分别介绍如下：

一、 基础设计（此部分仅适用于电池）

    1.1 绝缘和绕线。要求电池设计有足够的阻抗、内部结构等，能经受最大电流、最大电压及最高温度等的要求。

    1.2 内部压力卸除装置。要求电池外壳及内部电芯要有卸压装置设计，在电池内压过大时可发挥作用以避免不可预知的爆炸。

    1.3 温度及电流。 要求电池必须有防止异常的温度上升设计。若有限流装置则不适用。

    1.4 接线端连接。要求电池标示有正负极性。并对接触端子有特殊要求。

    1.5 电芯封装电池。如果电池有多个电芯组成，要求电芯容量相同，并且需要避免电芯间极性颠倒。

二、 Label要求（此部分仅适用于电池）

    要求标示额定电压和额定容量。在易见的表面标示且不易去除，如果此类易见的表面位置不易贴标示，则可用其它等同的方式代替。

三、 测试要求（包括合理的误用及适度的滥用）。

    电池及所使用的电芯测试项目分别如下表所示：

序号	项目名称	充电温度	测试温度	样品数量
				电芯	电池
1	持续低电压充电	20±5 ℃	最高	5	——
2	振动	20±5 ℃	20±5 ℃	5	5
3	高温下外壳应力	20±5 ℃	70±2 ℃	——	3
4	温度循环	20±5 ℃	——	5	5
5	外部短路	最高	55±5 ℃	5	5（20±5 ℃下测试）
		最低	55±5 ℃	5	5（20±5 ℃下测试）
6	自由跌落	20±5 ℃	20±5 ℃	3	3
7	冲击（碰撞）	20±5 ℃	20±5 ℃	5	5
8	热误用（热冲击）	最高	130±2 ℃	5	——
		最低	130±2 ℃	5	——
9	挤压	最高	最高	5	——
		最低	最低	5	——
10	低气压	20±5 ℃	——	3	——
11	过充电	——	最高	5	——
		——	最低	5	——
12	强制放电	——	最高	5	——
		——	最低	5	——
13	高倍率充电保护功能	——	最高	5	——
		——	最低	5	——
14	电芯强制内部短路	最高	最高	5	——
		最低	最低	5	——
15	电池过充电保护	——	20±5 ℃	——	1
16	电器自由跌落、	20±5 ℃	20±5 ℃	——	3

    其中大部分测试项目的测试方法及要求与IEC 62133基本相同。但JIS C 8714标准也有其自己的特有的要求，其中最为突出的是“电芯强制内部短路”测试。本文以此项目为例介绍。

    电芯强制内部短路

    目的及意图： 模拟电芯在制造过程中可能进入的金属粉尘、碎料颗粒等杂质，在正负极间刺穿隔膜造成内部短路时的潜在危险程度。

    测试对象：电芯。那些非液态电解液体系的电芯除外。

    测试方法：在温度20±5℃，露点≤-25℃的环境下。将充满电的电芯拆解，并将卷芯取出外壳。L形镍片（0.2mm高，0.1mm宽，每边1mm长），如下图：

    放入正负极之间（以棱形为例，具体位置见下图1和图2）。

               图1 正极活性物质与负极活性物质                图2 正极集流体与负极活性物质

    如果放L片困难，可允许使用一个压力装置。

    放入镍片后，将卷芯复位，装入一个袋子，以避免电解液挥发。整个过程在30分钟内完成。

    袋子在最高测试温度和最低测试温度下存放45±15min。

    将卷芯从袋子里取出。立即将压力装置（以棱形为例，如下图）接触卷芯，在镍片插入的位置，挤压具在最高和最低测试温度下逐渐降低，以0.1mm/秒的速率。

    直到达到如下情形时停止测试： 电芯电压降低到50mv，或压力达到800N。棱型电芯，压力达到400N时停止。

    符合标准： 要求卷芯在测试过程中不起火。

    项目分析： 强制内部短路测试项目为JIS C 8714标准特有，其它锂电池标准中均无此项目。其对测试环境及测试操作要求都比较高，对电芯的设计要求也较高。

    在锂电池申请PSE测试时，如果电池所使用的电芯已通过PSE测试，则测试项目较少，测试难度较低，周期也较短。 但若电池所使用的电芯未做过PSE测试，则需要先将电芯做PSE测试。电芯按照PSE测试，项目较多，测试周期较长（最短测试周期一个月），建议提前做好相关的准备。