Qu'est-ce que le test UN 38.3 T6 ? - Partie 2

Qu'est-ce que le test UN 38.3 T6 ? - Partie 2

3.Recherche sur la méthode d'essai T6

Pour le test T6, en raison de la diversité des types de batteries au lithium existantes, il est nécessaire de sélectionner différentes méthodes de test pour différents types de cellules de batteries au lithium. Au cours des recherches menées par le groupe de travail sur les batteries au lithium du Comité d'experts des transports des Nations Unies, les méthodes d'essai telles que l'écrasement, la pénétration d'un clou, la perforation émoussée de la NASA et le court-circuit interne forcé du PSE japonais ont été incluses dans la discussion.

Ces tests seront brièvement présentés ci-dessous :

1) Écrasement : l'épreuve d'écrasement est une méthode d'essai très courante pour les piles au lithium, qui est utilisée dans les épreuves d'abus de diverses normes. Dans la norme CEI 60.086-4 Piles primaires - Partie 4 : Sécurité des piles au lithium, cette épreuve est utilisée comme méthode alternative pour l'essai d'impact lourd de certains types de piles. En général, la batterie est comprimée sur deux plans et relâchée après avoir atteint une certaine pression. Ce test ne peut pas provoquer de court-circuit interne pour tous les types de piles au lithium, mais c'est l'une des méthodes les plus abouties et les plus largement utilisées.

2) Pénétration d'un ongle : il s'agit également d'une méthode d'essai courante pour les piles au lithium abusives. Mais la partie endommagée pendant le test est seulement limitée au point de pénétration de l'ongle. Le court-circuit est relativement petit et la production de chaleur est relativement lente, de sorte que l'effet de court-circuit interne est limité.

3) Court-circuit interne forcé PSE japonais : ce test est un test de court-circuit interne forcé pour les éléments de batterie proposé par le Japon. En 2008, le gouvernement japonais a introduit la certification PSE des batteries lithium-ion, qui exige que toutes les batteries lithium-ion exportées au Japon après le 20 novembre 2008 et conformes aux dispositions de la loi japonaise sur la sécurité des appareils électriques soient certifiées par PSE. Ce test est un élément important de la certification PSE des batteries lithium-ion.

La méthode d'essai est la suivante : démonter l'élément de batterie lithium-ion complètement chargé, placer une petite feuille de nickel entre la substance active positive et la substance active négative, ainsi qu'entre la feuille d'aluminium positive et la substance active négative, envelopper l'élément de batterie, marquer la position de la feuille de nickel, la placer de manière étanche, appliquer une pression sur la partie de l'élément de batterie où la feuille de nickel est placée à une vitesse de 0.1 mm/s dans certaines conditions de température, et lorsque la chute de tension observée est supérieure à 50 mV, ou lorsque la pression est appliquée pour répondre aux exigences (pile cylindrique 800 N, pile carrée 400 N), arrêter d'abaisser l'outil de pressurisation pendant 30 secondes, puis retirer la pression. Si l'élément de batterie ne prend pas feu pendant l'essai, les exigences de l'essai sont satisfaites.

Ce test a des exigences élevées pour les éléments de batterie, mais il y a aussi des différends. Par exemple, si l'environnement électrochimique de la batterie est endommagé lors du démontage, il n'est pas certain que les éléments de batterie reconditionnés puissent simuler efficacement le court-circuit interne de batteries normales ; en outre, la sécurité du processus d'essai et les exigences relatives au personnel doivent être prises en compte ; cet essai ne concerne que les éléments de batterie au lithium-ion, et non les éléments de batterie au lithium-métal. Son champ d'application est donc limité.

4) Blunt : ce test est une méthode de simulation de court-circuit interne de batterie proposée par UL (Underwriters Labo ratings Inc.), qui réduit le risque de désassemblage de la batterie par la méthode japonaise de court-circuit interne forcé. La méthode consiste à utiliser une aiguille émoussée en acier pour piquer la batterie à une vitesse lente de 0,1 mm/s au centre de la batterie, et à observer le changement de la tension du circuit ouvert de la batterie et de la température jusqu'à ce que la chute de tension atteigne 100 mV. L'avantage de ce test est qu'il ne nécessite pas le démontage de la batterie et qu'il n'endommage pas l'environnement électrochimique à l'intérieur de la batterie, ce qui lui confère une grande opérabilité. Cependant, comme la piqûre contondante se produit dans la coque de la batterie, la position du court-circuit interne de la batterie ne peut pas être contrôlée avec précision. La question de savoir si ce test peut simuler complètement le court-circuit interne de la batterie est encore à l'étude.

4.Révision de l'épreuve T6 du numéro UN38.3

Sur la base des discussions des experts du groupe de travail sur les piles au lithium, y compris les recherches sur les méthodes d'essai décrites ci-dessus, le comité d'experts des transports des Nations unies

Le comité est parvenu à une résolution visant à réviser les épreuves T6 de la norme UN38.3. Les principaux éléments sont les suivants :

1) L'épreuve d'écrasement est ajoutée et s'applique aux piles prismatiques, aux piles en sac, aux piles boutons et à certains éléments de piles cylindriques. Pour les éléments de piles cylindriques qui dépassent le champ d'application de l'épreuve d'écrasement, la méthode originale d'épreuve d'impact lourd T6 est toujours utilisée.

Méthode d'écrasement : la vitesse d'écrasement du premier point de contact est de 1,5 cm/s. Extruder jusqu'à ce que l'une des trois conditions suivantes soit remplie :

(1) La force d'écrasement atteint (13 ± 0,78) kN ;

(2) La chute de tension doit être d'au moins 100 mV ;

(3) La déformation de la cellule doit être d'au moins 50 %.

La durée de l'essai et de l'observation est de 6 heures. La température externe de l'échantillon d'essai ne doit pas dépasser 170 ℃ pendant la durée de l'essai et de l'observation, et il ne doit pas y avoir de démontage ou d'incendie.

2) L'essai original d'impact de poids a également été révisé : La plage de tolérance du diamètre de la barre d'essai et du poids du marteau a été augmentée ; La longueur de la barre d'essai est limitée ; Le matériau de la barre est limité ; Il est souligné dans la description du texte que le marteau doit tomber perpendiculairement à l'échantillon, et que le frottement et la traction doivent être minimisés lors de la chute.

Le contenu principal après révision est le suivant :

Placer l'échantillon sur une surface horizontale lisse, placer une tige en acier inoxydable de type 316 d'un diamètre de (15,8 ± 0,1) mm et d'une longueur d'au moins 6 cm ou la dimension la plus longue de l'élément de batterie (la plus grande) au centre de l'échantillon, et laisser tomber un marteau lourd d'un poids de (9,1 ± 0,1) kg d'une hauteur de (61 ± 2,5) cm jusqu'à l'intersection de l'échantillon et de la tige. Lors de la chute, utilisez une glissière verticale proche de l'absence de frottement et minimisez la traction sur le marteau. La glissière utilisée pour guider le marteau lourd doit être maintenue à un angle droit de 90° par rapport à la surface d'appui horizontale.

3) L'objectif de l'essai est révisé pour simuler les abus mécaniques causés par l'impact et l'écrasement d'objets lourds qui peuvent provoquer un court-circuit interne. Cette révision ajoute une méthode de sélection pour T6, c'est-à-dire que différentes méthodes d'essai peuvent être utilisées pour différents types d'éléments de batterie, ce qui constitue une avancée dans cette norme, peut accroître l'applicabilité de la norme et pose également une bonne base pour affiner et renforcer cette norme à l'avenir.

5. Conclusion

Même si la méthode d'essai UN38.3 T6 sera révisée, la manière de simuler l'essai de court-circuit interne des éléments de batterie au lithium reste un sujet qui doit être étudié. Avec le développement continu de la technologie des piles au lithium et l'amélioration continue des exigences de sécurité, il est de plus en plus important de développer ce projet d'essai. Ce n'est qu'en étudiant et en explorant constamment les caractéristiques électrochimiques et les caractéristiques de l'environnement d'utilisation des batteries au lithium ionique que nous pourrons formuler des éléments d'essai et des conditions d'essai pour les batteries au lithium plus scientifiques, plus ciblés et plus opérationnels. Ainsi, l'évaluation de la sécurité des batteries au lithium peut être renforcée et l'assurance de la sécurité des transports peut être améliorée.