¿Cuáles son los estándares de seguridad comunes para las baterías de iones de litio?

La industria de las baterías de iones de litio tiene una larga historia de desarrollo de estándares, lo que proporciona una gran cantidad de información sobre el rendimiento y la seguridad de las baterías. Las baterías de iones de litio contienen litio y oxígeno, que deben almacenarse a bajas temperaturas (-40 °C a -60 °C) para evitar que exploten o se incendien durante la carga o descarga.

Vale la pena señalar que los estándares de seguridad pueden variar según las diferentes regiones, organizaciones y aplicaciones. Es fundamental consultar las normas y reglamentos pertinentes específicos de su ubicación y el uso previsto de las baterías de iones de litio.

Los estándares de seguridad comunes para las baterías de iones de litio incluyen lo siguiente:

CEI 62133

Este estándar es emitido por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) y se enfoca en los requisitos de seguridad para baterías y celdas de litio secundarias selladas portátiles. Abarca aspectos como la seguridad eléctrica, térmica, mecánica y ambiental.

La IEC recomienda que todos los contenedores de carga seca a granel que contengan celdas de iones de litio se construyan con materiales no combustibles; debe tener un aislamiento térmico adecuado; debe estar equipado con sistemas apropiados de separación de incendios; debe estar equipado con un medio para monitorear la presión dentro del contenedor; y debe tener un medio para ventilar el humo o los vapores creados internamente cuando sea necesario.

UL 1642

El estándar 1642 de Underwriters Laboratories (UL) aborda los requisitos de seguridad para las baterías de litio. Cubre pruebas de abuso físico, abuso eléctrico y exposición ambiental.

Celda de batería LiFePO4 de baja temperatura de 3,2 V y 20 A -40 ℃ Capacidad de descarga de 3C≥70 % Temperatura de carga: -20~45 ℃ Temperatura de descarga: -40~+55 ℃ Prueba de acupuntura aprobada -40 ℃ Tasa máxima de descarga: 3C

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ONU/DOT 38.3

El Manual de Pruebas y Criterios de las Naciones Unidas (ONU), Sección 38.3, describe los criterios para el transporte seguro de baterías de litio. Incluye pruebas para simulación de altitud, ciclos térmicos, vibraciones, impactos y más.

ONU 3090 y ONU 3480

Estas son clasificaciones de transporte específicas de la ONU para baterías de iones de litio y de metal de litio, respectivamente. Proporcionan pautas para el embalaje, el etiquetado y la manipulación de las baterías durante el transporte.

Norma ISO 12405

Esta norma de la Organización Internacional de Normalización (ISO) aborda los aspectos de seguridad de las baterías de iones de litio utilizadas en los vehículos eléctricos. Cubre seguridad eléctrica, gestión térmica, pruebas de abuso y más.

IEEE1625

Este estándar del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) se centra en los requisitos de seguridad para los dispositivos informáticos portátiles que utilizan baterías de iones de litio. Incluye criterios para la selección de celdas, circuitos de carga, protección de baterías y más.

Reglamento de mercancías peligrosas de la IATA (DGR)

La Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA) DGR proporciona pautas para el transporte de baterías de litio por vía aérea. Abarca los procedimientos de embalaje, etiquetado, documentación y manipulación para garantizar un transporte seguro.

Batería de polímero resistente para portátiles de alta densidad de energía y baja temperatura Especificación de la batería: 11,1 V 7800 mAh -40 ℃ Capacidad de descarga de 0,2 C ≥80 % A prueba de polvo, resistencia a caídas, anticorrosión, antiinterferencias electromagnéticas

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CSA C22.2 n.º 60950-1

Esta norma canadiense describe los requisitos de seguridad para los equipos de tecnología de la información, incluidos los dispositivos alimentados por baterías de iones de litio. Cubre seguridad eléctrica, aislamiento, consideraciones térmicas y más.

Métodos de prueba de baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones, incluidos vehículos eléctricos, dispositivos electrónicos portátiles y sistemas de almacenamiento de energía renovable. Probar las baterías de iones de litio es crucial para garantizar su seguridad, rendimiento y confiabilidad. Aquí hay algunos métodos de prueba comúnmente utilizados para baterías de iones de litio:

Pruebas de capacidad

La prueba de capacidad determina la cantidad de carga que una batería puede almacenar y entregar. Implica cargar completamente la batería y luego descargarla a un ritmo controlado mientras se mide la capacidad entregada. Esta prueba ayuda a evaluar la capacidad de almacenamiento de energía de la batería.

Pruebas de ciclo de vida

La prueba de ciclo de vida evalúa el rendimiento de una batería en múltiples ciclos de carga y descarga. La batería está sujeta a ciclos repetitivos de carga y descarga hasta que alcanza un criterio específico de fin de vida útil, como una cierta disminución de la capacidad o un aumento de la resistencia interna. Esta prueba evalúa la longevidad y la tasa de degradación de la batería.

Prueba de capacidad de tasa

La prueba de capacidad de tasa mide la capacidad de la batería para suministrar energía a diferentes tasas de descarga. La batería se descarga a varias velocidades, que van de menor a mayor, para determinar su rendimiento en diferentes condiciones de carga. Esta prueba ayuda a evaluar la potencia de salida de la batería y la estabilidad del voltaje.

Prueba de envejecimiento del calendario

La prueba de envejecimiento del calendario simula el envejecimiento natural de una batería a lo largo del tiempo. La batería se almacena en condiciones de temperatura y humedad controladas, se retira periódicamente para realizar pruebas y se miden sus parámetros de rendimiento. Esta prueba evalúa la estabilidad a largo plazo y las características de envejecimiento de la batería.

Pruebas de seguridad

Las pruebas de seguridad son cruciales para garantizar que las baterías de iones de litio no presenten ningún peligro, como fuga térmica, explosión o incendio. Varias pruebas de seguridad incluyen pruebas de sobrecarga, sobredescarga, cortocircuito, aplastamiento y perforación. Estas pruebas evalúan la capacidad de la batería para resistir condiciones de abuso y determinar la eficacia de los mecanismos de seguridad.

Pruebas ambientales

Las pruebas ambientales evalúan el rendimiento y la confiabilidad de la batería en condiciones ambientales extremas. Incluye pruebas como ciclos de temperatura, exposición a la humedad, vibración y choque mecánico. Estas pruebas ayudan a evaluar la estabilidad y durabilidad de la batería en condiciones de funcionamiento reales.

Espectroscopia de impedancia

La espectroscopia de impedancia es una técnica utilizada para medir la impedancia electroquímica de una batería a diferentes frecuencias. Al analizar la respuesta de impedancia, este método proporciona información sobre los procesos electroquímicos internos de la batería, incluida la difusión de iones, la transferencia de carga y otros fenómenos. Es útil para detectar la degradación y analizar las características de rendimiento de la batería.

Tamaños estándar de baterías de iones de litio

Las baterías de iones de litio vienen en varios tamaños y factores de forma estándar. Estos son algunos de los tamaños de batería de iones de litio más comunes:

18650

Este es uno de los tamaños de batería de iones de litio más populares. Mide aproximadamente 18 mm de diámetro y 65 mm de largo. Las baterías 18650 se usan comúnmente en computadoras portátiles, herramientas eléctricas, cigarrillos electrónicos y vehículos eléctricos.

21700

Este es un tamaño de batería de iones de litio más grande que mide aproximadamente 21 mm de diámetro y 70 mm de longitud. Las baterías 21700 ofrecen mayor capacidad y potencia en comparación con las baterías 18650, lo que las hace adecuadas para vehículos eléctricos, sistemas de almacenamiento de energía y linternas de alto rendimiento.

26650

Otro tamaño de batería de iones de litio más grande, la 26650 mide aproximadamente 26 mm de diámetro y 65 mm de longitud. Estas baterías son conocidas por su mayor capacidad y se utilizan a menudo en vehículos eléctricos, almacenamiento de energía solar y herramientas eléctricas.

14500

Este tamaño de batería de iones de litio se usa comúnmente en dispositivos más pequeños como linternas y algunos dispositivos electrónicos. Tiene un diámetro de aproximadamente 14 mm y una longitud de 50 mm.

16340

También conocido como CR123A, este tamaño de batería de iones de litio se usa con frecuencia en cámaras, linternas y sistemas de seguridad. Mide aproximadamente 16 mm de diámetro y 34 mm de largo.

38120

Esta es una batería de iones de litio de gran formato que se usa comúnmente en vehículos eléctricos, sistemas de energía solar y aplicaciones industriales. Mide aproximadamente 38 mm de diámetro y 120 mm de longitud.

Si bien estos tamaños se usan ampliamente, puede haber otros tamaños no estándar disponibles para aplicaciones específicas o productos de nicho. Siempre es importante verificar los requisitos específicos del dispositivo o la aplicación que está utilizando para garantizar la compatibilidad con el tamaño adecuado de la batería de iones de litio.

Estándar UL para batería de iones de litio

UL (Underwriters Laboratories) es una compañía científica de seguridad global e independiente que brinda servicios de certificación y prueba para una amplia gama de productos. UL desarrolla estándares de seguridad para diversas industrias, incluidas las baterías de iones de litio. Sin embargo, tenga en cuenta que la información que puedo proporcionar se basa en mi límite de conocimiento en septiembre de 2021, y es posible que se hayan introducido actualizaciones o nuevos estándares desde entonces. Recomiendo consultar el sitio web de UL o ponerse en contacto con UL directamente para obtener la información más actualizada.

UL ha desarrollado varios estándares para baterías de iones de litio, que incluyen:

UL 1642

"Estándar para baterías de litio". Esta norma cubre los requisitos de seguridad para las baterías de litio utilizadas en una variedad de aplicaciones. Se centra en la seguridad de las propias celdas de la batería, incluida su construcción, características eléctricas y rendimiento.

UL 2054

"Estándar para baterías domésticas y comerciales". Si bien este estándar cubre una gama más amplia de tecnologías de baterías, incluye requisitos específicos para las baterías de iones de litio. Aborda las consideraciones de seguridad para las baterías utilizadas en productos de consumo, como dispositivos electrónicos portátiles, herramientas eléctricas y dispositivos médicos.

UL 1973

"Estándar para baterías para uso en aplicaciones de trenes eléctricos ligeros (LER) y aplicaciones estacionarias". Esta norma se centra en las baterías utilizadas en los sistemas de rieles eléctricos ligeros (LER), así como en aplicaciones estacionarias como los sistemas de almacenamiento de energía. Incluye requisitos para el diseño, la construcción, el rendimiento eléctrico y las características de seguridad de la batería.

Estos son algunos de los estándares UL notables relacionados con las baterías de iones de litio. Sin embargo, según la aplicación específica o la industria, puede haber otras normas UL relevantes o normas específicas de la industria que se apliquen. Es esencial consultar los estándares apropiados y trabajar con un laboratorio de pruebas reconocido para garantizar el cumplimiento y la seguridad de los productos de baterías de iones de litio.