ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ V

ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ

1.   Θερμικό σοκ και κύκλος δοκιμών

Σκοπός της δοκιμής αυτής είναι η αξιολόγηση των μεταβολών στην ακεραιότητα της μπαταρίας οι οποίες προκύπτουν από τη διαστολή και συστολή των στοιχείων κατά την έκθεσή τους σε ακραίες και αιφνίδιες μεταβολές της θερμοκρασίας, καθώς και η εκτίμηση των πιθανών επιπτώσεων των εν λόγω μεταβολών. Κατά το θερμικό σοκ, η μπαταρία εκτίθεται σε δύο όρια θερμοκρασίας και παραμένει για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα σε κάθε όριο θερμοκρασίας.

2.   Προστασία από εξωτερικό βραχυκύκλωμα

Στο πλαίσιο της δοκιμής αυτής αξιολογούνται οι επιδόσεις ασφάλειας της μπαταρίας κατά την εφαρμογή εξωτερικού βραχυκυκλώματος. Η δοκιμή μπορεί να αξιολογήσει την ενεργοποίηση της διάταξης προστασίας από υπερένταση ή την ικανότητα αντοχής των στοιχείων στο ρεύμα χωρίς να περιέλθουν σε επικίνδυνη κατάσταση (π.χ. θερμική διαφυγή, έκρηξη, φωτιά). Οι κύριοι παράγοντες κινδύνου είναι η παραγωγή θερμότητας σε επίπεδο στοιχείου και η ηλεκτρική εκκένωση, οι οποίες μπορούν να προκαλέσουν φθορά στο κύκλωμα ή μειωμένη αντίσταση μόνωσης.

3.   Προστασία από υπερφόρτιση

Στο πλαίσιο της δοκιμής αυτής αξιολογούνται οι επιδόσεις ασφάλειας της μπαταρίας σε καταστάσεις υπερφόρτισης. Οι κύριοι κίνδυνοι για την ασφάλεια κατά την υπερφόρτιση είναι η αποσύνθεση του ηλεκτρολύτη, η διάσπαση της καθόδου και της ανόδου, η εξωθερμική αποσύνθεση του στρώματος διεπιφάνειας στερεού ηλεκτρολύτη (SEI), η αποσύνθεση του διαχωριστή και η επιμετάλλωση λιθίου, στοιχεία που μπορούν να προκαλέσουν αυτοθέρμανση της μπαταρίας και θερμική διαφυγή. Στους παράγοντες που επηρεάζουν το αποτέλεσμα της δοκιμής περιλαμβάνονται, κατ’ ελάχιστον, ο ρυθμός φόρτισης και η κατάσταση φόρτισης που επιτυγχάνεται εντέλει. Η προστασία μπορεί να εξασφαλιστεί είτε με έλεγχο της τάσης (διακοπή κατόπιν συμπλήρωσης του ορίου τάσης φόρτισης) είτε με έλεγχο του ρεύματος (διακοπή κατόπιν υπέρβασης του μέγιστου ρεύματος φόρτισης).

4.   Προστασία από υπερ-εκφόρτιση

Στο πλαίσιο της δοκιμής αυτής αξιολογούνται οι επιδόσεις ασφάλειας της μπαταρίας σε καταστάσεις υπερ-εκφόρτισης. Στους κινδύνους για την ασφάλεια κατά την υπερ-εκφόρτιση περιλαμβάνονται η αντιστροφή των πόλων, η οποία οδηγεί σε οξείδωση του συλλέκτη ρεύματος ανόδου (χαλκός) και σε επιμετάλλωση στην πλευρά της καθόδου. Ακόμη και η ελάχιστη υπερ-εκφόρτιση μπορεί να προκαλέσει τον σχηματισμό δενδρίτη και, εντέλει, βραχυκύκλωμα.

5.   Προστασία από υπερθέρμανση

Στο πλαίσιο της δοκιμής αυτής αξιολογείται η επίπτωση της αστοχίας ελέγχου της θερμοκρασίας ή της αστοχίας άλλων χαρακτηριστικών προστασίας έναντι της εσωτερικής υπερθέρμανσης κατά τη λειτουργία.

6.   Προστασία από τη διάδοση θερμικής διαφυγής

Η δοκιμή αυτή αξιολογεί τις επιδόσεις ασφάλειας της μπαταρίας σε καταστάσεις διάδοσης θερμικής διαφυγής. Η θερμική διαφυγή σε ένα στοιχείο μπορεί να προκαλέσει αλυσιδωτή αντίδραση σε ολόκληρη τη μπαταρία, η οποία μπορεί να απαρτίζεται από πολυάριθμα στοιχεία. Αυτό μπορεί να έχει σοβαρές επιπτώσεις, μεταξύ των οποίων η σημαντική έκλυση αερίων. Η δοκιμή λαμβάνει υπόψη τις δοκιμές που αναπτύσσονται για εφαρμογές μεταφορών από τον ISO και τον παγκόσμιο τεχνικό κανονισμό του ΟΗΕ.

7.   Μηχανική φθορά από εξωτερικές δυνάμεις

Οι δοκιμές αυτές προσομοιώνουν μία ή περισσότερες καταστάσεις στις οποίες μια μπαταρία εκτίθεται κατά λάθος σε μηχανικές καταπονήσεις και εξακολουθεί να λειτουργεί για τον σκοπό για τον οποίο σχεδιάστηκε. Τα κριτήρια προσομοίωσης αυτών των καταστάσεων θα πρέπει να αντικατοπτρίζουν πραγματικές χρήσεις.

8.   Εσωτερικό βραχυκύκλωμα

Η δοκιμή αυτή αξιολογεί τις επιδόσεις ασφάλειας της μπαταρίας σε καταστάσεις εσωτερικού βραχυκυκλώματος. Η εμφάνιση εσωτερικών βραχυκυκλωμάτων, μία από τις κυριότερες ανησυχίες των κατασκευαστών μπαταριών, οδηγεί δυνητικά σε εξαερισμό, θερμική διαφυγή και σπινθηρισμό που μπορεί να προκαλέσει ανάφλεξη των ατμών ηλεκτρολύτη που εκλύονται από το στοιχείο. Αυτά τα εσωτερικά βραχυκυκλώματα μπορούν να προκληθούν από κατασκευαστικά ελαττώματα, την παρουσία προσμείξεων στα στοιχεία ή τη δενδριτική ανάπτυξη του λιθίου, και αποτελούν αιτία των περισσότερων επιτόπιων συμβάντων ασφάλειας. Υπάρχουν διάφορα πιθανά σενάρια εσωτερικού βραχυκυκλώματος (π.χ. ηλεκτρική επαφή καθόδου/ανόδου, συλλέκτη ρεύματος από αλουμίνιο/συλλέκτη ρεύματος από χαλκό, συλλέκτη ρεύματος από αλουμίνιο/ανόδου), καθένα με διαφορετική αντίσταση επαφής.

9.   Θερμική καταπόνηση

Στο πλαίσιο της δοκιμής αυτής, η μπαταρία εκτίθεται σε αυξημένες θερμοκρασίες (η θερμοκρασία είναι 85 °C στο IEC 62619), οι οποίες μπορούν να προκαλέσουν εξώθερμες αντιδράσεις αποσύνθεσης και να οδηγήσουν σε θερμική διαφυγή στο στοιχείο.

10.   Δοκιμή πυρός

Ο κίνδυνος έκρηξης εκτιμάται μέσω της έκθεσης της μπαταρίας σε φωτιά.

11.   Εκπομπές αερίων

Κάθε μπαταρία μπορεί να περιέχει σημαντικές ποσότητες δυνητικά επικίνδυνων υλικών, για παράδειγμα εξαιρετικά εύφλεκτους ηλεκτρολύτες, διαβρωτικά και τοξικά συστατικά. Η ακεραιότητα της μπαταρίας θίγεται όταν αυτή εκτίθεται σε συγκεκριμένες συνθήκες, με αποτέλεσμα την έκλυση επικίνδυνων αερίων. Συνεπώς, είναι σημαντικό να προσδιοριστούν οι εκπομπές αερίων από ουσίες που εκλύονται από τη μπαταρία κατά τη διάρκεια των δοκιμών· λαμβάνονται δεόντως υπόψη οι κίνδυνοι των τοξικών αερίων που εκπέμπουν μη υδατικοί ηλεκτρολύτες για όλες τις παραμέτρους ασφαλείας που παρατίθενται στα σημεία 1 έως 10.