浅谈锂离子电池UN38.3的测试

洪淑虹

摘要：当今社会可充电式锂电池的电子产品已经相当普及，所以对含锂电池货物的运输需求日益增长。文章介绍了UN38.3的九大测试项目，旨在帮助客户了解电池如何通过UN38.3的测试，以满足客户对含锂电池货物的运输需求，确保航空运输安全。

关键词：锂电池；航空运输；过充电；强制放电；电子产品 文献标识码：A

中图分类号：TM911 文章编号：1009-2374（2016）19-0072-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.034

1 概述

当今社会手机、笔记本电脑、摄像机、遥控玩具等含有可充电式锂电池的电子产品已经相当普及，所以对含锂电池货物的运输需求日益增长。根据民航规章要求，航空公司要对锂电池进行运输文件审查，重点审核UN38.3安全检测报告。如客户不能提供此项报告，民航将禁止运输。

2 UN38.3简介

《联合国危险物品运输试验和标准手册》中的第3部分38.3条款，即为通常所说的UN38.3，这是联合国针对危险品运输专门制定的规章，要求锂电池在运输前必须通过高度模拟、高低温循环、振动试验、冲击试验、55℃环温下短路试验、撞击试验、过度充电和强制放电试验。如果锂电池没有安装在设备内部，而是单独包装，并且每个包装件内有24个电池芯或12个电池以上，则包装件必须通过1.2m自由跌落试验。UN38.3适用于空运过程及日常使用存放等过程中。

3 UN38.3的测试

3.1 高度模拟测试

3.1.1 测试条件。为模拟在低压（高海拔）条件下的运输，所有被测样品均需在环温20±5℃，大气压力≤11.6kPa的负压条件下，存放6h以上，可采用如下真空干燥箱进行：

3.1.2 评判依据。测试完毕要求电池无重量损失，无渗漏、排气、解体、燃烧、爆炸、破损等现象，开路电压不小于试验前电压的90%。

3.2 温度测试

本试验利用快速极端的温度变化来评估被测样品的密封完善性和内部电连接。把样品置于高温75±2℃和低温-40±2℃条件下进行快速温变冲击，两种极端温度条件下的转换时间≤30min，共冲击10次，在此种极限温度中存放时间≥6h，然后在室温（20±5℃）条件下存放24h，试验总时间至少一周。评判依据同3.1.2。本试验设备可采用高低温交变湿热试验箱。

3.3 振动测试

为模拟运输过程中产生的振动，将被测样品用绳子或胶带紧固在振动台平面上，采用正弦波形，设置频率在7～200Hz之间摆动，对数扫频时间为15min，在样品安装方位的三维方向上各进行12次振动，总时间为3h。测试完毕评判依据同3.1.2。本试验设备如图2所示：

3.4 冲击测试

为模拟运输过程中可能发生的撞击，将被测样品用坚硬支架紧固在试验装置上，支架支撑着试验样品的所有安装面。采用半正弦波冲击，设置最大加速度150gn，脉冲时间6ms，在安装方位的三维方向上，正、反方向各冲击三次，共经受18次冲击。如果是大型电池或大型电池组，则采用最大加速度50gn，脉冲时间11ms的半正弦波冲击。测试完毕评判依据同3.1.2。本试验设备如图3所示：

3.5 外短路测试

将接有热电偶的被测样品在充满电的情况下置于电热鼓风干燥箱中，红线夹子接电池正极，黑线夹子接电池负极，夹子的引线拉至箱外，调节箱内温度使样品外表温度稳定在55±2℃。测试夹子引线的电阻值，将总电阻值控制在0.1Ω以下，再将正负夹子引线连接在一起，使被测样品短路。此时电池表面温度会上升，一定时间之后温度会回落，短路时间持续到电池温度回到55±2℃后1h，并观察6h。

测试完毕要求6h内，无解体、破损、燃烧等现象，且电池表面温度应≤170℃。

3.6 撞击测试

将接有热电偶的待测样品放在平坦表面上，直径15.8mm的刚棒垂直横放在电池中部，9.1kg的重锤从61±2.5cm高处自由落体，撞击在刚棒上，实时监控电池表面温度，并观察6h。采用10个试样，每一试样只经受一次撞击。

测试完毕要求6h内，无解体、燃烧等现象，且电池表面温度应≤170℃。

3.7 过充电测试

为评估可再充电电池组承受过度充电状况的能力，在电池性能检测装置上，设置充电电流为厂家规定的最大连续充电电流的两倍，充电截止电压分以下两种情况：（1）若充电电压≤18V，则设置充电截止电压为最大充电电压的2倍或22V两者中的较小者；（2）若充电电压>18V，则设置充电截止电压为最大充电电压的1.2倍。

注意正负极不能接反，并且应加上防爆网罩，对电池组过充24h，试验后，7天内应无解体和燃烧现象。

3.8 强制放电测试

为评估电池承受强制放电的能力，将直流电源、滑线变阻器及电流表与电池串联，搭建成放电回路。调节直流电源的输出电压为12V，调节滑线变阻器使放电电流达到厂商规定的最大放电电流，进入放电状态。强制放电的时间应等于其标定电容量除以试验电流。试验后，7天内应无解体和燃烧等现象。

3.9 1.2m跌落试验

如果锂电池未安装在设备里，且每个包装内装有超过24个电池芯或12个电池，则要求通过此项测试。在水泥地面上铺一块18～20mm厚的硬木板，在常温20±5℃条件下，将包装件从1.2m高度上自由跌落到木板上，从包装件的上下、左右、前后六个方向上，每个方向跌落1次。要求电池无渗漏、解体、燃烧、爆炸、破损等

现象。

4 结语

UN38.3测试侧重于运输安全性能，对电池的生产工艺要求很高。试验项目较多、耗时较长，只有经过这一系列严格测试，才能保证产品质量安全，将锂电池在航空运输过程中的危险降至最低。

参考文献

[1]联合国危险物品运输试验和标准手册（UN38.3）[S].

[2]便携式电子产品用锂离子电池和电池组：安全要求

（GB 31241-2014）[S].

（责任编辑：王 波）