GB-《固定式电子设备用锂离子电池和电池组安全技术规范》发布并将于年5月1日起实施。本文对标准适用范围、参考的标准、主要内容和试验样品4个主要方面进行了简单分析与介绍。

锂离子电池安全强制性国家标准GB-《固定式电子设备用锂离子电池和电池组安全技术规范》于年4月30日由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会发布，并将于年5月1日起实施。GB-规定了固定式电子设备用锂离子电池和电池组相关的电安全、环境安全、电池组系统功能性安全等要求和试验方法。固定式电子设备用锂离子电池在网络机房、通信基站、数据中心等领域有着广泛的应用。相比于手机电池、笔记本电脑电池等，该类产品电池具有容量大，电压高、工作电流大等特点，往往需要大量电池成组使用，一旦发生起火、爆炸引发的危害更大。GB-的制定填补了该类产品用锂离子电池安全标准的空白，以下将对该标准中的若干重要内容进行解读分析。

1.标准的适用范围

GB-适用于“固定式电子设备”用的锂离子电池和电池组。按照国际和国内标准化的一般分类，电子设备主要包括以下4种：

（1）音视频（AV）设备：例如电视机、DVD机、MP3/MP4播放器、照相机、摄像机等；

（2）信息技术（IT）设备：例如计算机、扫描仪、打印机、复印机、网络设备、扫码仪、验钞机等；

（3）通信技术设备：手机、电话、基站、传真机、调制解调器等；

（4）测量控制设备：电压表、电流表、测温仪、数据采集仪、示波器等。

电子设备种类众多，在锂离子电池领域，根据其宿主设备的特点和应用环境将电子设备分为了两类，即便携式电子产品和固定式电子设备。

根据GB-《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》定义，便携式电池产品是指不超过18kg的预定可由使用人员经常携带的移动式电子产品。根据GB-定义，固定式电子设备是指预定不可由使用人员经常携带的电子设备。包括了不可携带使用的电子设备以及超过18kg的移动式电子设备。本标准规定的固定式电子设备范围如图1所示。

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图1标准规定的固定式电子设备范围

固定式电子设备包括：

（1）固定式信息技术设备（IT设备）：对某些需要备用电源或者外场使用的信息技术设备需要使用锂离子电池，如机架备用电源、机房备用电源。

（2）固定式音视频设备（AV设备）及类似设备：如偏远地区远程监控系统，不方便架设电网，采用锂离子电池储电。

（3）固定式通信技术设备（CT设备）：例如偏远地区无线通信基站、集团电话（程控电话交换机）采用锂离子电池作为储能电源或者备用电源。

（4）固定式测量控制和实验室电子设备及类似设备。

上述列举的固定式电子设备并未包括所有的设备，因此未列出的设备也可能包含在本标准的范围内。例如不间断电源(UPS)、应急电源（EPS）、路灯、道路交通设备、景观照明设备、家庭光伏储能设备。目前报批中的电子行业标准《分布式储能用锂离子电池和电池组性能规范第1部分：家庭储能》和《分布式储能用锂离子电池和电池组性能规范第2部分：道路交通与景观照明设施》中明确规定了锂离子电池和电池组的安全性应满足GB《固定式电子设备用锂离子电池和电池组安全技术规范》的要求。

2.标准的参考标准

GB-为我国自主制定的标准，在该标准的起草过程中，重点参考和借鉴了类似的国际标准IEC:《含碱性或其它非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组——工业设备用锂蓄电池和电池组安全要求》。

IEC:是一项针对锂离子电池和电池组的基础标准，规定的宿主设备为“工业设备”，适用于多种工业设备用电池和电池组，包括对这些电池和电池组的通用要求和最低要求。以下为IEC:范围内的电池和电池组设备的部分举例：

（1）固定式设备：电信、不间断电源（UPS）、电能存储系统、公用配电屏、应急电源及类似设备。

（2）运输设备：起重叉车、高尔夫球车、AGV（自动导引车）、铁路及海运，公路车辆除外。

运输设备（如起重叉车、高尔夫球车等）并不属于“电子设备”，因此其所使用的锂离子电池并不适用于GB-。

国际电工委员会（IEC）在IEC:基础上，根据各类工业设备的附加和特殊要求制定了多项具体行业设备用电池标准，如适用于电力储能的锂离子电池标准IEC:，如图2所示。

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图2IEC适用的多种工业设备

为了更好地与GB-协调互补，IEC:和IEC:的国家标准转化立项工作也正在进行中。

联合国危险货物运输专家委员会（UN/CETDG）制定了《关于危险货物运输的建议书——试验和标准手册》，其中第38.3节（简称UN38.3）规定了锂电池在运输过程中的安全性测试方法及要求，这也是目前国际上比较公认的锂电池运输安全规范。GB-也考虑了锂电池运输过程中的安全性，在制定过程中相应的试验项目和测试方法基本与UN38.3保持一致。

3.标准的主要内容

只有涉及安全性时才进行本标准规定的试验。本标准规定的锂离子电池和电池组的安全性从下列两种应用条件加以考虑：

a）预期使用；

b）合理可预见误用或滥用以及故障条件。

本标准中规定的安全要求和试验方法可以按照下几种方式进行分类：

●首先是一般安全要求（第5章），包括对文件和标志的要求；

●其次是电池的安全要求和试验方法（第6~7章），包括电池电安全（第6章）和电池环境安全（第7章）；

●再次是电池组（系统）的安全要求和试验方法（第8~9章），包括电池组环境安全（第8章）和电池组系统功能性安全（第9章）；

●最后是系统安全（第10章），系统安全要求及测试方法应当符合GB.1-及相关标准，或其替代标准。

表1为电池的型式试验项目。

表2为电池组/电池组系统的型式试验项目。

表1电池的型式试验

表2电池组/电池组系统的型式试验

4.试验样品

与便携式电子产品相比，固定式电子设备一般使用的电池容量大，电压高、工作电流大，需要多节电池串并联成组使用。试验样品包含电池（电芯）、电池并联块、模组、电池组、系统等不同层次。

根据本标准的定义，锂离子电池（电芯）是指依靠锂离子在正极和负极之间移动实现化学能与电能相互转化的装置，并被设计成可充电。该装置通常包括电极、隔膜、电解质、容器和端子等。

电池并联块是指多个电池并联在一起的配置，可能有也可能没有保护装置[如熔断器或正温度系数热敏电阻(PTC)]和监控电路。由于它尚未安装外壳、终端装置和电子控制装置，因而还不能使用。

模块是指多个电池串联或并联在一起的配置，可能有也可能没有保护装置[如熔断器或正温度系数热敏电阻(PTC)]和监控电路。

电池组是指由一个或多个电池或模块电气联接的能量存储装置。它可以包括给电池组系统提供信息（如电池电压）的保护和监控装置，也可以包含由终端或其他互联装置提供的保护罩。

电池组系统是指由一个或多个电池，模块或电池组组成的系统。它有电池组管理系统（BMS），如果发生过充、过流、过放和过热，电池管理系统会动作。它可以包含冷却或加热装置，有的甚至包含了充放电模块和逆变模块。电池组系统一般组成如图3所示，BMS位置举例如图4所示。

图3电池组系统的一般组成

图4BMS位置举例

电池的型式试验样品优先使用电池，也可使用电池并联块或模块代替电池。当有争议时，以使用电池进行试验的结果为准。电池组/电池组系统的型式试验样品使用电池组/电池组系统（二选一），如果电池组系统可拆分为小的单元，单元可代替电池组系统进行试验。制造商可对单元添加最终电池组系统具有的功能。制造商应明确声明每一项测试的测试单元。

此外，需要注意的是，参考UN38.3，总质量超过g的锂离子电池定义为大型锂离子电池，总质量超过12kg的锂离子电池组定义为大型锂离子电池组。大型锂离子电池和电池组在进行温度循环、振动、加速度冲击和跌落试验时条件有所不同。

5.结语

本文从适用范围、参考标准、主要内容和试验样品4个主要方面对GB-《固定式电子设备用锂离子电池和电池组安全技术规范》进行了简单分析与介绍。该标准从电池（电芯）、电池并联块、模组、电池组、系统等不同层次规定了固定式电子设备用锂离子电池和电池组（系统）电安全、环境安全、功能性安全等要求和试验方法。该标准制定实施之后，将对后续的合格评定和市场准入提供重要的参考依据，对提高相应产品安全质量水平有着重要的意义。