中國儲能網(wǎng)訊：歐盟電池法規(guī)已于2023年8月17日正式生效。該法規(guī)旨在預(yù)防和減輕電池對環(huán)境的不利影響，并確保所有電池的可持續(xù)性和安全性，同時考慮了電池全生命周期的碳足跡、回收料使用和供應(yīng)鏈安全等措施，促進(jìn)電池的再利用、梯次利用和回收。
安全是產(chǎn)品存在的基礎(chǔ)，法規(guī)第5條規(guī)定：電池需符合可持續(xù)性、安全性、標(biāo)簽和信息要求，且電池不得對人類健康、人身安全、財產(chǎn)或環(huán)境造成危害。對于所有類型的電池，安全性都是其投放市場或投入使用的前提和必要條件。
對于電動汽車電池以及啟動、照明和點火電池（SLI電池）的安全，根據(jù)歐洲法規(guī)(EU) 2018/858，M、N和O類車輛的歐盟型式認(rèn)證繼續(xù)有效。議會和理事會要求任何已維修或更換的電池必須繼續(xù)符合適用的安全要求。如果安全細(xì)節(jié)發(fā)生變化，則需要進(jìn)行進(jìn)一步的檢查或測試，以驗證是否繼續(xù)符合現(xiàn)有歐盟型式認(rèn)證所依據(jù)的要求。
可靠的電池是許多產(chǎn)品、電器和服務(wù)的運(yùn)行和安全的基礎(chǔ)。因此，電池的設(shè)計和制造應(yīng)確保其不會對人類健康或人員安全、財產(chǎn)或環(huán)境構(gòu)成風(fēng)險。這對于固定電池儲能系統(tǒng)尤其重要，目前其他歐盟法律尚未涵蓋該系統(tǒng)。因此，歐盟新電池法規(guī)列出了這些電池制定安全測試要考慮的參數(shù)，并由歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織的適用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)充。
針對固定式電池儲能系統(tǒng)，法規(guī)第12條給出了明確規(guī)定：投放市場或投入使用的固定式電池儲能系統(tǒng)在正常運(yùn)行和使用過程中應(yīng)確保安全。
評估方法如下：
首先，制造商需要對固定式電池儲能系統(tǒng)進(jìn)行危害分析和風(fēng)險評估(Hazards analysis and risk assessment)。對安全風(fēng)險的分析需要涵蓋電池系統(tǒng)的整個生命周期和所有系統(tǒng)級別(電芯，模組，電池包，電池系統(tǒng))。對于所有已識別的危險，制造商都需要說明采取了哪些風(fēng)險降低措施并提供證據(jù)證明措施的有效性。
其次，法規(guī)附錄V列出了11項安全參數(shù)，它們對應(yīng)了電池可能存在的主要安全風(fēng)險。如果電池通過了這些測試，那么可以證明電池在這些方面具有安全性。
對于附錄V未涉及的安全風(fēng)險，制造商需要提交對應(yīng)風(fēng)險已被成功降低的證據(jù)（例如測試），并且此類測試應(yīng)使用最新的測試方法。
在2024年8月18日之前，制造商應(yīng)提供法規(guī)附錄VIII要求的技術(shù)文件，應(yīng)涵蓋上述要求。
雖然目前安全測試對應(yīng)的授權(quán)法案和協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)并沒有發(fā)布，但是針對電池儲能系統(tǒng)的安全已有被市場廣泛接受和認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)：EN IEC 62619:2022，EN IEC 63056:2020以及其它國際標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)中的測試基本可以覆蓋法規(guī)附錄V的安全參數(shù)，所以現(xiàn)階段對固定式電池儲能系統(tǒng)進(jìn)行法規(guī)安全要求的評估是可行的。
TüV南德根據(jù)電池法規(guī)要求和現(xiàn)有國際標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)出了現(xiàn)階段專門針對固定式電池儲能系統(tǒng)的安全測試方案PPP 51098A,可以為電池制造商提供對應(yīng)的測試和認(rèn)證服務(wù)。
上圖為附錄V安全參數(shù)和現(xiàn)有國際標(biāo)準(zhǔn)的參照關(guān)系
附錄V的11項安全參數(shù)如下：
1、熱沖擊與循環(huán)
測試的目的是評估電芯暴露于極端和突然的溫度變化時因膨脹和收縮而引起的電池完整性的變化，以及這種變化的潛在后果。
在熱沖擊期間，電池應(yīng)暴露在兩個溫度極限下，并在每個溫度極限下保持一段時間。
2、外部短路保護(hù)
測試應(yīng)評估電池在外部短路時的安全性能。
該測試可評估過流保護(hù)裝置的啟動或電池在不發(fā)生危險情況（如熱失控、爆炸、起火）下承受電流的能力。主要的危險因素是電池發(fā)熱和電弧，其會損壞電路或?qū)е陆^緣電阻降低。
3、過充電保護(hù)
測試應(yīng)評估電池在過充電情況下的安全性能。
過充電時的主要安全風(fēng)險是電解質(zhì)分解、正極和負(fù)極擊穿、固態(tài)電解質(zhì)相間層(SEI)放熱分解、隔膜損傷和析鋰，這可能導(dǎo)致電池自加熱和熱失控。影響測試結(jié)果的因素至少應(yīng)包括充電速率和最終達(dá)到的荷電狀態(tài)(SOC)。可通過電壓控制（達(dá)到充電電壓限值后切斷）或電流控制（超過最大充電電流后切斷）來確保保護(hù)。
4、過放電保護(hù)
測試應(yīng)評估電池在過放電情況下的安全性能。
過放電時的安全風(fēng)險包括極性反轉(zhuǎn)導(dǎo)致負(fù)極銅箔在正極形成銅枝晶。即使是輕微的過放電也會導(dǎo)致枝晶形成，并最終導(dǎo)致短路。
5、過溫保護(hù)
測試應(yīng)評估溫度控制失效或其它保護(hù)功能失效對運(yùn)行期間內(nèi)部過熱的影響。
6、熱擴(kuò)散保護(hù)
測試應(yīng)評估電池在熱擴(kuò)散情況下的安全性能。
一個電芯的熱失控可導(dǎo)致由很多電芯組成的整個電池發(fā)生連鎖反應(yīng)，這會導(dǎo)致嚴(yán)重后果，包括大量氣體釋放。測試應(yīng)考慮到國際標(biāo)準(zhǔn)化組織正在開發(fā)的運(yùn)輸應(yīng)用測試以及聯(lián)合國的全球技術(shù)規(guī)范。
7、外力造成的機(jī)械損傷
測試應(yīng)模擬電池意外受到機(jī)械應(yīng)力的一種或多種情況，并保持其設(shè)計用途的可操作性。
模擬這些情況的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)反映實際使用情況。
8、內(nèi)部短路
測試應(yīng)評估電池在內(nèi)部短路情況下的安全性能。
發(fā)生內(nèi)部短路是電池制造商關(guān)注的主要問題之一，它可能導(dǎo)致放電、熱失控和產(chǎn)生火花，從而點燃從電池中逸出的電解液蒸汽。制造缺陷、電池中的雜質(zhì)或鋰枝晶生長都可能引發(fā)內(nèi)部短路，這也是大多數(shù)現(xiàn)場安全事故的起因?？赡軙霈F(xiàn)多種內(nèi)部短路情況（例如陰極/陽極、鋁集流體/銅集流體、鋁集流體/陽極等的短路），每種情況的短路電阻不同。
9、熱濫用
在測試過程中，電池應(yīng)暴露在較高的溫度下（在IEC 62619中，溫度為85°C），這可能會引發(fā)自加熱反應(yīng)，導(dǎo)致電池?zé)崾Э亍?
10、防火測試
爆炸危險應(yīng)通過將電池暴露在火中進(jìn)行評估。
11、氣體排放
電池含有大量的潛在危險材料，例如高度易燃的電解質(zhì)、腐蝕性和有毒成分。
如果暴露在特定條件下，電池的完整性可能會受到破壞，從而導(dǎo)致有害氣體的釋放。
因此，在測試過程中必須識別電池釋放的氣體物質(zhì)：對于第1至10點中列出的所有安全參數(shù)，應(yīng)適當(dāng)考慮非水電解質(zhì)釋放有毒氣體的風(fēng)險。
電池法規(guī)安全要求將在2024年8月18日強(qiáng)制執(zhí)行，是除了延續(xù)現(xiàn)行電池指令的限制物質(zhì)要求外第一批強(qiáng)制執(zhí)行的要求。各電池企業(yè)必須未雨綢繆，盡早使自己的電池產(chǎn)品滿足現(xiàn)行的安全要求。這樣才能確保在2024年8月18日后不會被歐盟市場拒之門外。
