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細說鋰電池安全的“來龍去脈”时间：2022-10-24 作者：長和運一站式物流-Danny【原创】 細說鋰電池安全的“來龍去脈” 鋰電池類型介紹 鋰電池主要有3種類型，包括鋰金屬電池、鋰離子電池、同時含有鋰金屬原電芯和鋰離子電芯的電池。鋰金屬電池是指利用金屬鋰作為負極的電池，與其相搭配的正極材料可以是氧氣、單質(zhì)硫、金屬氧化物等物質(zhì)。我們平常說的鋰電池一般指的是鋰離子電池，準(zhǔn)確地說是“二次鋰離子電池”，主要材料包含了正極、負極、電解液和隔膜。 鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖 主要組成部分解讀 鋰電池 正極 正極采用嵌鋰的過渡金屬的氧化物，目前主要是鈷酸鋰、鎳酸鋰（多用作三元材料）、錳酸鋰和磷酸鐵鋰（多用作動力電池）。 鋰電池 負極 負極目前主要是碳基材料，多為人工石墨或天然石墨。 鋰電池 隔膜 隔膜是電解質(zhì)的載體，一般是聚乙烯或聚丙烯的單層微孔膜，或者二者的復(fù)合多層微孔膜。隔膜性能決定了電池的內(nèi)阻和界面結(jié)構(gòu)，進而決定了電池容量、充放電電流密度和循環(huán)性能等關(guān)鍵特性。隔膜要有良好的電子絕緣性和隔離性，同時有一定的孔徑，能保證鋰離子的良好穿透性。 鋰電池 電解液 電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體，一般由鋰鹽和有機溶劑組成。電解液在鋰電池正、負極之間起到傳導(dǎo)離子的作用，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點的保證。 左右滑動查看更多 鋰電池工作原理 鋰離子電池根據(jù)所謂“搖椅理論”工作運行，充放電時，鋰離子像搖椅一樣在電池正負極中搖來搖去，往返進出，因此鋰離子電池也被稱為“搖椅電池”。 鈷酸鋰電池工作原理示意圖 以鈷酸鋰電池為例，正極為鈷酸鋰（LiCoO2），負極為石墨碳（C6），充電時鋰離子（Li+）從正極脫嵌，經(jīng)隔膜到負極后嵌入碳分子中；放電時反之。 鋰電池安全性 鋰離子電池是高能量、長壽命的移動能源，但有一定安全隱患。鋰離子電池性能取決于材料、設(shè)計和工藝控制，其安全性是一個綜合性問題，要從電池材料體系、結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝控制等方面著手解決。 影響鋰電池安全性主要有以下因素 一是內(nèi)部因素。主要是內(nèi)部短路，比如正負極片上微粉或凸點刺穿隔膜，引起內(nèi)部短路；或是粘結(jié)劑不合格，產(chǎn)生掉粉，形成毛刺造成隔膜穿刺，導(dǎo)致內(nèi)部短路。 二是外部因素。過充是造成鋰電池爆炸的主要原因，此外外部短路、溫度過高、受到外力沖擊或擠壓等也可能導(dǎo)致爆炸。 三是電池芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這是電池品質(zhì)關(guān)鍵所在，也是電池安全的最后防線，優(yōu)質(zhì)的隔膜紙能夠隔開正負極防止過度充電，由于其孔徑更小，因此也不易被刺破。運行有效的限壓閥也能在電池過熱時及時釋放壓力，避免壓力過大引起爆炸。 國內(nèi)外產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及指令要求 隨著鋰電池造成的安全事故頻發(fā)，人們對鋰電池的安全隱患都有了深刻認識，各國陸續(xù)制定完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或準(zhǔn)入指令，監(jiān)管鋰電池質(zhì)量。 鋰電池包裝要求 鋰電池屬第9類雜項危險貨物（雜項危險物質(zhì)和物品，包括危害環(huán)境物質(zhì)），聯(lián)合國編號涉及UN3090、UN3091、UN3480和UN3481等。鋰電池運輸時包裝有3種方式：單獨運輸、與設(shè)備包裝在一起運輸以及安裝在設(shè)備中運輸。 符合以下指標(biāo)的鋰電池應(yīng)按照危險貨物進行申報，并按照對應(yīng)的包裝導(dǎo)則進行運輸 1.鋰金屬電池或鋰合金電池，鋰含量大于1克，對于鋰金屬或鋰合金電池組，合計鋰含量大于2克。 2.鋰離子電池，瓦時額定值超過20Wh，對于鋰離子電池組，瓦時額定值超過100Wh。 相關(guān)危險貨物包裝單證 使用危險貨物包裝的鋰電池，出口前應(yīng)當(dāng)向?qū)俚睾ｊP(guān)申請出口危險貨物包裝性能檢驗和使用鑒定，取得《出入境貨物包裝性能檢驗結(jié)果單》《出境危險貨物運輸包裝使用鑒定結(jié)果單》。使用未經(jīng)鑒定或者經(jīng)鑒定不合格的包裝容器的危險貨物，不準(zhǔn)出口。 相關(guān)國際危險貨物規(guī)則 在出口時應(yīng)滿足聯(lián)合國《聯(lián)合國關(guān)于危險貨物運輸建議書 規(guī)章范本》（TDG）、國際海事組織《國際海運危險貨物規(guī)則》（IMDG）、《國際鐵路運輸危險貨物規(guī)則》（RID）、《國際公路運輸危險貨物協(xié)定》（ADR）、《國際民用航空組織危險品規(guī)則》（IATA-DGR）、聯(lián)合國《關(guān)于危險貨物運輸?shù)慕ㄗh書規(guī)章范本試驗和標(biāo)準(zhǔn)手冊》等有關(guān)國際危規(guī)的要求。 根據(jù)上述規(guī)定鋰電池 主要有以下包裝運輸要求 一是包裝上需要張貼規(guī)定的鋰電池標(biāo)簽和標(biāo)記，電池外殼需要標(biāo)注Wh數(shù)值。如果采用危險貨物包裝，外包裝上的聯(lián)合國UN包裝標(biāo)記、批次及危險貨物標(biāo)志、標(biāo)記、標(biāo)牌等信息應(yīng)印刷清晰、粘貼牢固、拼寫正確。 二是電池的電極不應(yīng)承受其它電池疊加產(chǎn)生的壓力。 三是木箱、纖維板箱用釘緊固時應(yīng)釘實壓緊，箱體保持完好，釘尖要盤倒，釘尖、釘帽不得突出；瓦楞紙箱應(yīng)完好無損，封口應(yīng)平整牢固。用打包帶做二次加固，應(yīng)緊箍箱體。 四是各電池或電池組間、堆疊電池的上下層間，應(yīng)有不導(dǎo)電材料分隔，防止與同一包裝件內(nèi)可能導(dǎo)致短路的導(dǎo)電材料接觸。 五是除非安裝在設(shè)備中，包裝件須能承受任何取向的1.2m的跌落試驗，而不損壞包裝件內(nèi)的電池，也沒有改變其中電池的位置導(dǎo)致電池之間互相接觸，沒有電池自包裝件中漏出。 六是鋰電池芯或鋰電池完全封裝于內(nèi)包裝后再放入外包裝，其完整包裝件必須滿足II類包裝要求；或完全封裝于內(nèi)包裝中，然后與設(shè)備一起放入滿足II類包裝要求的外包裝（II類包裝要求詳見《SN/T 0370.1-2021出口危險貨物包裝檢驗規(guī)程 第1部分：總則》）。 七是對于鋰電池安裝在其中的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)采取措施防止短路或意外啟動，產(chǎn)品應(yīng)有效固定以免因電池移動而導(dǎo)致短路。 八是國際規(guī)章中對鋰電池或鋰電池組包裝的特殊規(guī)定。 空運新規(guī)解讀 經(jīng)過修訂的《國際民用航空組織危險品規(guī)則》第63版中有關(guān)單獨運輸鋰電池的規(guī)定，自2022年4月1日正式實施。新規(guī)要求所有的空運鋰電池包裝上必須同時標(biāo)出僅限貨機標(biāo)簽和鋰電池專用9類危險貨物標(biāo)簽。 對于瓦時額定值不超過20Wh的鋰電池芯或瓦時額定值不超過100Wh的鋰電池組，包裝上還需額外標(biāo)出鋰電池標(biāo)記。按舊規(guī)定粘貼僅限貨機標(biāo)簽和鋰電池標(biāo)記的包裝件將無法繼續(xù)運輸，且標(biāo)簽和標(biāo)記必須符合國際航空運輸協(xié)會規(guī)定的尺寸要求。這一變化不適用于包含在設(shè)備中或與設(shè)備一起包裝的航空運輸，上述公路、鐵路、海運的相關(guān)運輸法規(guī)沒有發(fā)生變化。 新規(guī)推行后，小包裝的鋰電池將不得不改用較大尺寸的包裝，以便粘貼符合新規(guī)要求的標(biāo)簽和標(biāo)記，這將給鋰電池出口企業(yè)增加更多的包裝成本和運費，給我國鋰電池出口帶來一定負面影響。 Error 錯誤 包裝示例 正確 標(biāo)簽、標(biāo)記 海關(guān)小Tips 保障鋰電池的性能安全，海關(guān)建議從以下方面入手： 1.盡量使用正規(guī)廠家的優(yōu)質(zhì)鋰電池，嚴格按照使用說明，避免過充、大電流放電和極端溫度下使用。 2.出口電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)關(guān)注國外鋰電池的相關(guān)通報，引以為戒，提高產(chǎn)品質(zhì)量、法律意識。 3.出口企業(yè)應(yīng)加強對IEC62133-2標(biāo)準(zhǔn)《便攜式密封二次鋰電池和由其制成的便攜式電池安全要求》的研究力度，在電芯設(shè)計流程時充分考慮耐持續(xù)充電能力，從源頭消除安全隱患。 4.出口企業(yè)應(yīng)關(guān)注IEC/EN61960標(biāo)準(zhǔn)《便攜設(shè)備用二次鋰電池和鋰電池組》（關(guān)注容量要求）和歐盟電池容量標(biāo)簽法令的相關(guān)要求，嚴格按照標(biāo)準(zhǔn)要求組織生產(chǎn)和加貼標(biāo)識。 5.跟蹤研究相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)及指令的最新進展，及時對生產(chǎn)工藝和運輸包裝進行優(yōu)化調(diào)整。 |
長和運雙清專線/DDP/DDU
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