UL1642测试标准培训

结束试验条件：持续放电直至发生爆炸，起火或至终止电压，电芯表面
温度回复到环境温度。
判定标准：电池不爆炸，不起火，表面最高温度不超过150C。
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②过充测试（abnormal charge）


参照标准：UL1642（4版）section 11。 试验设备： Arbin充放电测试仪、热电偶、耐高温绝缘胶 带、保温棉、待测电芯。

判定标准：电芯不爆炸，不起火。
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④重物冲击测试（Impact）


参照标准：UL1642（4版）section 14。 试验设备： Angilent数据采集系统、热电偶、9.1kg金属 重物的冲击试验系统、15.8mm圆棒。
图1 室温（55 ℃）短路测试设备图
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测试过程：
1）准备5只满充电池。 2）将热电偶固定于电池上以便于采集温度数据，固定位置如下：
方形&聚合物电池 圆形电池 图２ 热电偶放置位置图
纽扣电池
3）把电池安装在夹具上，将鳄鱼夹夹于电池的正负极耳上。将电池置于 通风橱中。线路总阻值不大于0.1Ω 。 4）测试过程中要进行电压、电流、温度数据采集。接通电路开始短路测 试并监控试验全过程。
1）在试验前，5只满充样品应准确称量并记录（小数点后两位）。 2）样品电芯在试验台上进行振幅为0.03 inch (0.8 mm)，最大偏移0.06 inch (1.6 mm)的往复振动。以每分钟增加1Hz的速率从10至55HZ， 并在90分钟或不超过100分钟内往复一次回到原位。 3）电芯在三个垂直方向上进行测试，对于只有两个对称轴的样品，电 芯只需进行垂直于轴线的测试。 样品在测试结束后还须观察6小时，用重新测量重量方式评估是否存 在漏液或开裂等情况。按照表2中电芯重量与重量损失之间的标准表。
图5 重物冲击测试说明图
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测试过程：
1）准备5只满充电池。将热电偶固定于电池侧壁。 2）把电池安装在夹具上，用鳄鱼夹将电池夹好，放于重物冲击平台 上，在电池垂直的方向中心横跨一个直径15.8mm的金属棒。金属棒 长度至少长于样品宽度。打开数据采集系统，计算机开始采样。 3）将9.1 0.46 kg重物从610±25mm处自由下落至测试电池上，跌 落高度为冲击重物底部面到样品表面的距离。 4）作为可选方法， 15.8 mm直径的金属棒也可以连接于重物上。 5）每一个电芯仅允许进行一次挤压测试。方形2个样品做宽面，3个 样品做窄面。
圆形
方形宽面 图6 冲击位置图
方形窄面
判定标准：电芯不爆炸，不起火
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⑤机械冲击测试（Shock）


参照标准：UL1642（4版）section 15。 试验设备：数据采集系统、油压机、制动油缸、 台体、波形发生器、传感器、待测电池。
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试验过程：
电芯样品放置于测试热箱中，设置温度循环程序如下表所示：
表4 热冲击循环程序表 热箱温度在30分钟内升至 70 ± 3°C (158 ± 5°F) 并在此温度下保持4小时.
随后热箱温度于30分钟内降至 20 ± 3°C (68 ± 5°F)并在此温度下保持2小时. 热箱温度于30分钟降至-40 ± 3°C (-40 ± 5°F) 并在此温度下保持4小时 随后热箱温度于30分钟内升至 20 ± 3°C (68 ± 5°F). 当到达20 ± 3°C (68 ± 5°F)后，按照上述顺序重复进行9次循环。 第10次循环后，将电芯在20 5º C (68 + 9º F)温度下放置24小时然后进行判断.
图7 机械冲击测试设备图
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试验过程：
2）样品电芯的各个面均做适当的固定。每一个样品均冲击三次，冲 击在三个互相垂直的方向上进行,对于只有两个对称轴的样品（如圆 形），仅进行两个方向上的测试。 3）每一个电芯样品以此种方式进行加速：最初3毫秒，最小平均加速 度75g（g是当地的重力加速度）。加速度峰值在125g及175g。 4）样品在测试结束后须观察6小时，用重新测量重量方式（见表三） 评估是否存在漏液或开裂等情况。
UL1642测试标准培训
内部培训教材，严禁外传
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2009-1-5
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判定标准：电芯不爆炸，不起火。且满足表３漏液或开裂判断
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⑨高空模拟测试（Altitude Simulation）
参照标准：UL1642（4版）section 19。 试验设备：高低冲击试验箱、电压、内阻测试仪、 待测电池。
弹射测试（Projectile）
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5
5
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a预处理操作仅用于没有进行循环测试的新化学体系/结构。
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2.各测试项目详细说明

①室温短路测试（or 55℃测试） 参照标准：UL1642（4版）section 10。 试验设备：数据采集系统、热电偶、电流测量表、待测 电芯。
表2
capacity
过充测试参数举例
110mAh
Discharge current
Manufacturer’s specified end point voltage Manufacturer’s specified maximum charging current, Ic Manufacturer’s specified maximum charging voltage (Target), Vc Maximum Target Charge Current (3 x Ic), Imax
⑥振动测试（Vibration）


参照标准：UL1642（4版）section 16。 试验设备：振动控制仪（RVC-2）、功率放大器、 振动台体、传感器、冷却风机、待测电池。
图8 振动测试设备图
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试验过程：

判定标准：电芯不爆炸，不起火。且满足表３重量损失比例对照表
中相应规定。
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⑦热箱测试（Heating）


参照标准：UL1642（4版）section 17。 试验设备：高低冲击试验箱、电压、内阻测试仪、 待测电池。
过充测试（Abnormal Charge） 挤压测试（Crush） 重物冲击测试（Impact）
5
5 5 5
5
5 5 5
机械冲击测试（Shock）
振动测试（Vibration） 热箱测试（Heating） 温度冲击测试（Temperature Cycling）
5
5 5 5
5
5 5 5
高空模拟测试（Altitude Simulation）
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⑧温度冲击测试（Temperature Cycling）


参照标准：UL1642（4版）section 18。 试验设备：高低温冲击试验箱、电压、内阻测试 仪、待测电池。
图10 热箱测试设备图
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UL1642标准介绍


UL1642是美国安全检测实验室公司（ 也称UL公 司，Underwriters laboratories Inc.)公司于1985 年10月首版推出的针对锂电芯安全的规范标准， 目前为止共改版三次，现行有效版本为2005年9 月（第四版）。 UL1642是国际上最为广泛认可的评估锂电芯在遭 受到各种故障情况下（如环境温度改变、无预期 外界冲击、航空运输等）电池安全可靠性的权威 标准。
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1. UL1642测试样品准备清单
表1 测试项目（Test） 室温短路测试（Short Circuit at Room Tem ） 二次锂离子电池样品准备清单 满充样品 5 预处理样品个数a 5
55º C短路测试（Short Circuit at 55º C）
22 mA
3 Vdc 110 mA 10 Vdc 330 mA

炸，起火等停止测试。 判定标准：电池不爆炸，不起火。
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结束试验条件：测试持续７小时或达到制造商宣称的终止状态或发生爆
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③挤压测试（crush）

图11 低气压测试测试设备图
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图３ 过充测试设备图
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测试过程：
1)5只满充电池以0.2C恒定电流放电至规格电压。 2)将热电偶固定于电池侧壁。打开Arbin充放电测试仪。 3)调用Arbin测试仪中符合试验要求的程序。程序要求如下： a) 以恒流充电方法对样品电池进行充电电流为3Imax的过充测试; b)充电至电压达到制造商宣称的最大电压后，保持最大电压进行恒压充电。
图9 热箱测试设备图
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测试过程： 1）5只电芯用对流方式或循环热空气箱以起始温度为20 + 5º C (68 + 9º F)进行加热。热箱温度以5 ± 2°C (9 ± 3.6° F)每分钟的速度升温至130 ± 2°C (266 ± 3.6°F)并在此温 度下保持10分钟然后结束试验。样品允许冷却至室温20 + 5º C 然后进行评估。 2）在试验中，样品被放置在绝缘的表面并进行隔离防止样 品间的接触。 ３）为安全考虑，热电偶放置在电芯壳体以测量在试验过 程中热电偶区域的温度变化。 判定标准：电芯不爆炸，不起火。


参照标准：UL1642（4版）section 13。 试验设备： Angilent数据采集系统、刀片、热电偶、耐 高温绝缘胶带，油压机。
图４ 挤压测试设备图
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测试过程：
1) 准备５只满充电池。 2) 热电偶安置在电芯壳体上以检测在试验过程中的温度变化。 3) 把电池安装在夹具上，用鳄鱼夹将电池夹好，将电池放置于两块水平 硬质表面（如铁）中间。 4)打开数据采集系统。 5)计算机开始采样。启动油压机，检查油压机是否有漏油现象。 6)用金属块垂直挤压电池，当压力达到13± 0.78 kN时将压力释放。 7)方形及聚合物电池需要在宽面及窄面挤压，圆形电池以平行硬质表面 的长轴方向进行挤压，每只样品仅在一个方向上进行一次测试。 8)样品在恢复到安全温度后才能够接触。
表3 电芯重量与重量损失比率对照表
电芯重量 不超过1g 大于1g小于5g 大于5g 重量损失% 0.5 0.2 1
1）在试验前，5只满充样品应准确称量并记录（小数点后两位）。
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判定标准：电芯不爆炸，不起火。且满足重量损失比率对照表中相
应规定。
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