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¿Qué es la prueba UN 38.3 T6? - Parte 2

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¿Qué es la prueba UN 38.3 T6? - Parte 2

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3.Investigación sobre el método de prueba T6

Para la prueba T6, debido a la diversidad de tipos de baterías de litio existentes, es necesario seleccionar diferentes métodos de prueba para diferentes tipos de celdas de baterías de litio. Durante la investigación del grupo de trabajo sobre baterías de litio del Comité de Expertos en Transporte de las Naciones Unidas, se incluyeron en el debate métodos de prueba como el aplastamiento, la penetración de clavos, la punción roma de la NASA y el cortocircuito interno forzado de la PSE japonesa.

A continuación se presentan brevemente estas pruebas:

1) Aplastamiento: la prueba de aplastamiento es un método de prueba muy común para las baterías de litio, que se utiliza en las pruebas de abuso de diversas normas. En la norma IEC 60.086-4 Baterías primarias - Parte 4: Seguridad de las baterías de litio, esta prueba se utiliza como método alternativo para la prueba de impacto fuerte de algunos tipos de baterías. Generalmente, la batería se aprieta en dos planos y se suelta tras alcanzar una determinada presión. Esta prueba no puede causar un cortocircuito interno a todos los tipos de celdas de baterías de litio, pero es uno de los métodos más maduros y ampliamente utilizados.

2) Penetración de clavos: también es un método de prueba común para el abuso de baterías de litio. Pero la parte dañada durante la prueba sólo se limita al punto de penetración del clavo. La parte en cortocircuito es relativamente pequeña y la generación de calor es relativamente lenta, por lo que el efecto de provocar un cortocircuito interno es limitado.

3) Cortocircuito interno forzado PSE japonés: esta prueba es una prueba de cortocircuito interno forzado para celdas de batería propuesta por Japón. En 2008, el gobierno japonés introdujo la certificación PSE de baterías de iones de litio, que exige que todas las baterías de iones de litio exportadas a Japón después del 20 de noviembre de 2008 y que cumplan las disposiciones de la Ley de seguridad de aparatos eléctricos de Japón deben estar certificadas por PSE. Esta prueba es un elemento importante para la certificación PSE de baterías de iones de litio.

El método de prueba es el siguiente: desmonte la celda de la batería de iones de litio completamente cargada, coloque una pequeña lámina de níquel entre la sustancia activa positiva y la sustancia activa negativa, así como entre la lámina de aluminio positiva y la sustancia activa negativa, envuelva la celda de la batería, marque la posición de la lámina de níquel, colóquela de forma sellada, aplique presión en la parte de la celda de la batería donde está colocada la lámina de níquel a una velocidad de 0.1 mm/s en determinadas condiciones de temperatura, y cuando la caída de tensión observada sea superior a 50 mV, O cuando la presión aplicada cumpla los requisitos (pila cilíndrica 800 N, pila cuadrada 400 N), deje de bajar la herramienta de presurización durante 30s, y luego retire la presión. Si la célula de la batería no se incendia durante la prueba, se cumplirán los requisitos de la prueba.

Esta prueba tiene altos requisitos para las celdas de batería, pero también hay algunas controversias. Por ejemplo, si el entorno electroquímico de la batería se daña durante el desmontaje, no se sabe con certeza si las celdas de batería reenvasadas pueden simular eficazmente el cortocircuito interno de las baterías normales; Además, deben tenerse en cuenta la seguridad del proceso de prueba y los requisitos para el personal; Esta prueba es sólo para celdas de batería de iones de litio, no para celdas de batería de metal de litio. Por lo tanto, su ámbito de aplicación es limitado.

4) Blunt: Esta prueba es un método de simulación de cortocircuito interno de la batería propuesto por UL (Underwriters Labo ratings Inc.), que reduce el riesgo de desmontaje de la batería por el método japonés de cortocircuito interno forzado. El método consiste en utilizar una aguja roma de acero para pinchar la batería a una velocidad lenta de 0,1 mm/s en el centro de la batería, y observar el cambio de la tensión de circuito abierto de la batería y la temperatura hasta que la caída de tensión alcanza los 100 mV. La ventaja de esta prueba es que no necesita desmontar la batería y no daña el entorno electroquímico del interior de la batería, por lo que tiene una gran operatividad. Sin embargo, como la picadura roma se produce en la carcasa de la batería, no se puede controlar con precisión la posición de cortocircuito interno de la batería. Todavía se está estudiando si esta prueba puede simular completamente el cortocircuito interno de la batería.

4.Revisión del ensayo T6 en UN38.3

Basándose en el debate de los expertos del grupo de trabajo sobre baterías de litio, incluida la investigación sobre los métodos de ensayo descritos anteriormente, el Comité de Expertos en Transporte de las Naciones Unidas

El comité ha llegado a una resolución para revisar las pruebas T6 de UN38.3. Los principales contenidos son los siguientes:

1) Se añade la prueba de aplastamiento, que es aplicable a las pilas prismáticas, de bolsa, de botón y a algunas pilas cilíndricas. Para las pilas cilíndricas que superan el ámbito de aplicación del ensayo de aplastamiento, se sigue utilizando el método de ensayo de impacto fuerte T6 original.

Método de aplastamiento: la velocidad de aplastamiento del primer punto de contacto es de 1,5 cm/s. Extrusión hasta que se cumpla una de las tres condiciones siguientes:

(1) La fuerza de aplastamiento alcanza (13 ± 0,78) kN;

(2) La caída de tensión será de al menos 100 mV;

(3) La deformación de la célula será al menos del 50%.

El tiempo de ensayo y observación es de 6 h. La temperatura externa de la muestra de ensayo no superará los 170 ℃ durante el tiempo de ensayo y observación, y no se producirá ningún desmontaje ni incendio.

2) También se ha revisado el ensayo de impacto de peso original, incluyendo: Se ha aumentado el rango de tolerancia del diámetro de la barra de prueba y del peso del martillo; Se limita la longitud de la barra de prueba; Se limita el material de la barra; Se enfatiza a través de la descripción del texto que el martillo debe caer perpendicular a la muestra, y se debe minimizar la fricción y la tracción al caer.

Los principales contenidos tras la revisión son los siguientes:

Coloque la muestra sobre una superficie horizontal lisa, coloque una varilla de acero inoxidable tipo 316 con un diámetro de (15,8 ± 0,1) mm y una longitud de al menos 6 cm o la dimensión más larga de la célula de la batería (la más grande) en el centro de la muestra, y deje caer un martillo pesado con un peso de (9,1 ± 0,1) kg desde la altura de (61 ± 2,5) cm hasta la intersección de la muestra y la varilla. Al dejar caer, utilice una guía de deslizamiento vertical que esté próxima a la ausencia de fricción y minimice la tracción sobre el martillo. El riel de deslizamiento utilizado para guiar el martillo pesado se mantendrá en un ángulo recto de 90 ° con respecto a la superficie de apoyo horizontal.

3) Se revisa el objetivo de la prueba para simular el abuso mecánico causado por el impacto y el aplastamiento de objetos pesados que pueden provocar un cortocircuito interno. Esta revisión añade un método de selección para T6, es decir, se pueden utilizar diferentes métodos de prueba para diferentes tipos de celdas de batería, lo que supone un gran avance en esta norma, puede aumentar la aplicabilidad de la norma y también sienta una buena base para seguir perfeccionando y reforzando esta norma en el futuro.

5. Conclusión

Aunque se revisará el método de ensayo UN38.3 T6, la forma de simular el ensayo de cortocircuito interno de las celdas de baterías de litio sigue siendo un tema que debe estudiarse. Con el desarrollo continuo de la propia tecnología de las baterías de litio y la mejora continua de los requisitos de seguridad, es más importante desarrollar este proyecto de prueba. Sólo estudiando y explorando constantemente las características electroquímicas y las características del entorno de uso de las baterías de iones de litio, podremos formular elementos de prueba y condiciones de prueba de las baterías de litio más científicos, más específicos y más operables. De este modo, se puede reforzar la evaluación de la seguridad de las baterías de litio y mejorar la garantía de seguridad del transporte.