IEC 62984《高温二次电池》(High-temperature secondary batteries),由国际电工委员会(IEC)第 21 技术委员会(TC 21,二次电池和电池组)制定,是以分册形式发布的系列标准,现行有效。该系列当前包括第 1 部分《通用要求》(2020 年 3 月 11 日出版)、第 2 部分《安全要求与试验》(2020 年 3 月 11 日出版)与第 3 部分《钠基电池—性能要求与试验》(2020 年 4 月 16 日出版),各部分均为第 1 版。它面向的是工作温度显著高于常温的二次电池体系,重点在于为这类电池建立通用的定义、要求以及安全与性能试验方法。
从版本沿革看,IEC 62984 系列目前三个部分均为第 1 版,是 2020 年集中出版的一套新标准。第 1 部分给出通用要求与定义,第 2 部分给出安全要求与试验方法,第 3 部分聚焦钠基电池的性能要求与试验。三部分相互配合,共同构成高温二次电池的评价框架。
从适用范围看,该系列适用于移动和/或固定使用、额定电压不超过 1500 V 的高温二次电池。所谓钠基电池,包括钠硫电池与钠氯化镍电池,二者都属于高温电池,均采用固态的钠离子导电电解质。它明确不覆盖航空电池,那类电池由 IEC 60952(所有部分)负责;也不覆盖电动道路车辆驱动用电池,那类电池由 IEC 61982(所有部分)负责。由于高温电池的工作温度显著高于常温电池,其安全与性能试验在设计上也有相应考量,不能直接套用常温电池标准。
按”高温二次电池”的安全与性能评价思路,其测试项目可归入以下类别。
电气安全。第 2 部分给出安全要求与试验,涉及过充、过放、外部短路与异常工作等电气滥用与保护,以及绝缘、耐压(介电强度)等基本电气安全要求。
电气性能。第 1 部分与第 3 部分给出性能相关的要求与试验,涉及容量与能量、充放电特性、内阻以及耐久性(循环寿命)等,用于确认电池在高温工作下的电性能;由于钠基电池的工作温度较高,性能试验需在对应的高温条件下开展。
机械安全。涉及电池及其模块在冲击、振动等机械载荷下的耐受,确保结构完整。
环境模拟。涉及高温工作与温度变化等环境应力,检验电池在高温体系特有的工作温度下的稳定性。
阻燃防火。涉及电池在内部故障或高温异常下的热行为与着火风险控制,以及相关材料的阻燃特性。
标识核查。涉及电池的标记、命名与警示信息等要求,便于识别与安全使用。
材料物理性能。涉及电池及其构件的材料与结构性能,尤其是高温下固态电解质与密封相关的性能,支撑其可靠运行。
有害物质与腐蚀安全。涉及高温下材料的相容性与腐蚀防护,避免电解质或环境因素损害电池。
围绕这份标准,实务上常见的问题有几处。
一是该系列各部分管什么。第 1 部分管通用要求与定义,第 2 部分管安全要求与试验,第 3 部分管钠基电池的性能要求与试验,三者配合使用。
二是它覆盖哪些电池。移动和/或固定使用、额定电压不超过 1500 V 的高温二次电池在覆盖范围内。
三是钠基电池指什么。主要指钠硫电池与钠氯化镍电池,它们都以固态的钠离子导电电解质工作。
四是航空与车辆驱动电池是否在内。航空电池不在其内,由 IEC 60952 负责;电动道路车辆驱动电池也不在其内,由 IEC 61982 负责。
五是安全与性能如何分工。安全要求与试验按第 2 部分,性能要求与试验按第 1 部分与第 3 部分。
六是现行版次。三个部分目前均为第 1 版,引用按现行各分册执行即可。
七是它与常规电池标准的关系。高温二次电池(如钠硫、钠氯化镍)工作温度高、结构特殊,其通用、安全与性能要求按本系列执行,不宜直接沿用常温电池标准。
IEC 62984 管的是”高温二次电池的通用、安全与性能评价”,它以分册分别对应通用要求、安全与钠基电池性能,与航空电池标准(IEC 60952)和电动道路车辆驱动电池标准(IEC 61982)分工明确。现行各部分均为第 1 版(2020 年出版)。
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