中國儲(chǔ)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(duì)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(shí)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(duì)人類健康、人身安全、財(cái)產(chǎn)或環(huán)境造成危害。對(duì)于所有類型的電池，安全性都是其投放市場(chǎng)或投入使用的前提和必要條件。
對(duì)于電動(dòng)汽車電池以及啟動(dòng)、照明和點(diǎn)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(huì)和理事會(huì)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(cè)試，以驗(yàn)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(jì)和制造應(yīng)確保其不會(huì)對(duì)人類健康或人員安全、財(cái)產(chǎn)或環(huán)境構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)。這對(duì)于固定電池儲(chǔ)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(cè)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(duì)固定式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，法規(guī)第12條給出了明確規(guī)定：投放市場(chǎng)或投入使用的固定式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在正常運(yùn)行和使用過程中應(yīng)確保安全。
評(píng)估方法如下：
首先，制造商需要對(duì)固定式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行危害分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估(Hazards analysis and risk assessment)。對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)的分析需要涵蓋電池系統(tǒng)的整個(gè)生命周期和所有系統(tǒng)級(jí)別(電芯，模組，電池包，電池系統(tǒng))。對(duì)于所有已識(shí)別的危險(xiǎn)，制造商都需要說明采取了哪些風(fēng)險(xiǎn)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(xiàng)安全參數(shù)，它們對(duì)應(yīng)了電池可能存在的主要安全風(fēng)險(xiǎn)。如果電池通過了這些測(cè)試，那么可以證明電池在這些方面具有安全性。
對(duì)于附錄V未涉及的安全風(fēng)險(xiǎn)，制造商需要提交對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)已被成功降低的證據(jù)（例如測(cè)試），并且此類測(cè)試應(yīng)使用最新的測(cè)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(cè)試對(duì)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(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全已有被市場(chǎng)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(cè)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(duì)固定式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行法規(guī)安全要求的評(píng)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(duì)固定式電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全測(cè)試方案PPP 51098A,可以為電池制造商提供對(duì)應(yīng)的測(cè)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(xiàng)安全參數(shù)如下：
1、熱沖擊與循環(huán)
測(cè)試的目的是評(píng)估電芯暴露于極端和突然的溫度變化時(shí)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(gè)溫度極限下，并在每個(gè)溫度極限下保持一段時(shí)間。
2、外部短路保護(hù)
測(cè)試應(yīng)評(píng)估電池在外部短路時(shí)的安全性能。
該測(cè)試可評(píng)估過流保護(hù)裝置的啟動(dòng)或電池在不發(fā)生危險(xiǎn)情況（如熱失控、爆炸、起火）下承受電流的能力。主要的危險(xiǎn)因素是電池發(fā)熱和電弧，其會(huì)損壞電路或?qū)е陆^緣電阻降低。
3、過充電保護(hù)
測(cè)試應(yīng)評(píng)估電池在過充電情況下的安全性能。
過充電時(shí)的主要安全風(fēng)險(xiǎn)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(cè)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)?？赏ㄟ^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(cè)試應(yīng)評(píng)估電池在過放電情況下的安全性能。
過放電時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)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(huì)導(dǎo)致枝晶形成，并最終導(dǎo)致短路。
5、過溫保護(hù)
測(cè)試應(yīng)評(píng)估溫度控制失效或其它保護(hù)功能失效對(duì)運(yùn)行期間內(nèi)部過熱的影響。
6、熱擴(kuò)散保護(hù)
測(cè)試應(yīng)評(píng)估電池在熱擴(kuò)散情況下的安全性能。
一個(gè)電芯的熱失控可導(dǎo)致由很多電芯組成的整個(gè)電池發(fā)生連鎖反應(yīng)，這會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果，包括大量氣體釋放。測(cè)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(cè)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(cè)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(jì)用途的可操作性。
模擬這些情況的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)反映實(shí)際使用情況。
8、內(nèi)部短路
測(cè)試應(yīng)評(píng)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(diǎn)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(chǎng)安全事故的起因。可能會(huì)出現(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(cè)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(huì)引發(fā)自加熱反應(yīng)，導(dǎo)致電池?zé)崾Э亍?
10、防火測(cè)試
爆炸危險(xiǎn)應(yīng)通過將電池暴露在火中進(jìn)行評(píng)估。
11、氣體排放
電池含有大量的潛在危險(xiǎn)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(huì)受到破壞，從而導(dǎo)致有害氣體的釋放。
因此，在測(cè)試過程中必須識(shí)別電池釋放的氣體物質(zhì)：對(duì)于第1至10點(diǎn)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(xiǎn)。
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(huì)被歐盟市場(chǎng)拒之門外。
