欧盟电池新法规TBT通报的解析

王彩娟,朱相欢,宋 杨,田宏锦

（1.中华人民共和国吴江海关,江苏 苏州 215200; 2.苏州市吴江区检验检测中心,江苏 苏州 215200）

《技术性贸易壁垒（TBT）协议》是世界贸易组织（WTO）管辖的一项多边贸易协议。TBT通报制度是WTO多边贸易体系的重要组成部分,在保证国际贸易顺利发展的同时,也可能成为影响各国产品出口的技术贸易壁垒。

欧盟现行的电池指令（2006/66/EC）发布于2006年,主要对投放欧盟市场的电池含有害物质（汞、镉和铅）的限值及外观标识设定了限制,但对电池生产、使用和回收阶段的其他性能指标均未做出规定。2021年1月26日,欧盟发布关于“欧洲议会和理事会关于电池和废电池的法规提案,及撤销指令2006/66/EC和修订法规（EU）No 2019/1020（COM（2020）798）”（G/TBT/N/EU/775）的 TBT通报[1]。 通报提示,该法规预计将在2021年或2022年由欧洲议会和理事会通过,拟生效日期为欧盟官方公报公布后20天。

相关企业应及时了解并尽快接轨欧盟新电池法规的要求,确保出口欧盟的电池从原材料到标识标签均符合规定。本文作者解读欧盟新电池法规的细则,助力相关电池企业持续加强技术革新,完善产品设计和性能评估,优化电池全生命周期内的使用、安全和环保性能指标,建立规范化回收体系,制定中长期应对方案,以确保产品持续符合准入要求。

1 概述

法规草案涉及对在欧盟市场投放的电池的可持续性、安全性、标签和信息要求,以及对运营商的尽职调查要求和废电池报废处理要求[1]。

产品要求具体有:①对有害物质（所有电池）的限制、报告、标签和相关的立法,规定全生命周期的最大碳足迹水平（电动汽车和工业电池）,回收钴、铅、锂和镍的最低水平（汽车、电动汽车和工业电池）、性能和耐用性（便携式、电动汽车和工业电池）、可拆卸性和可更换性（便携式电池）、安全性（固定式电池储能系统）、标签（所有电池）、健康状况和预期寿命信息（电动汽车和工业电池）以及电池通行证（电动汽车和工业电池）。②要求将电动汽车和工业电池投放到欧盟市场的运营商制定供应链尽职调查政策,涉及钴、天然石墨、锂和镍的采购,以及制造这些活性材料所需的化合物[1]。

电池报废管理要求包括:生产者登记,扩大生产者责任,收集废电池,有关处理、回收、再利用和再制造的要求,提供报废信息,以及向主管部门报告[1]。

2 具体要求

2.1 有害物质限制

与欧盟现行电池指令（2006/66/EC）相比,新法规草案维持了对汞和镉的限值要求,但更新了限制和豁免条件,具体见表1。此外,新法规草案还要求在发现电池中使用或存在物质对人体或环境有害时,通过授权法案新增限制物质。

表1 新电池法规中的电池有害物质限值Table 1 Restrictions on hazardous substances of batteries in new battery regulation

2.2 碳足迹

法规草案提出“生命周期碳足迹”的定义,规定生命周期碳足迹计算应基于特定工厂生产特定型号电池所用的材料清单、能源和辅助材料。特别是必须准确识别电子元件（如电池管理单元、安全单元）和正极材料,因为它们可能成为电池碳足迹的主要贡献者。

法规草案将生命周期分为4个阶段（见表2）,同时明确以下3个阶段不计入生命周期:①电池组装和回收设备的制造。因为在产品环境足迹类别规则中,对于移动应用的高比能可充电电池的影响可忽略不计。②用原始制造设备系统（OEM）完成的电池组装过程。主要对应机械装配,包含在OEM设备或车辆装配线内。与OEM组件的制造过程相比,此过程的特定能量或材料消耗可以忽略不计。③因不受制造商的直接影响,使用阶段不计入,除非证明电池制造商在设计阶段所做的选择对使用阶段的影响不可忽略。

表2 新电池法规中的电池生命周期Table 2 Life cycle of batteries in new battery regulation

法规草案规定了碳足迹性能等级:欧盟将根据内部市场电池碳足迹声明值的分布,确定一定的性能等级,实现市场差异化,其中A类是碳足迹寿命周期影响最低的等级。每类性能的阈值及宽度由前3年投放市场的电池性能、预期技术改进和其他待确定因素而定。欧盟委员会将每3年审查一次绩效等级的数量及界限,以代表现实市场及预期发展。

2.3 便携式电池的电化学性能和耐久性

该法规草案规定了一般用途便携式电池的电化学性能和耐久性参数。

①电池容量:在特定条件下可提供的电量;②最小平均持续时间:在特定应用中使用,取决于电池的类型;③货架期（延迟放电性能）:在规定的时间和特定条件下,最小平均持续时间的相对减少值;④循环使用寿命（用于充电电池）:指电池在预先设定的循环次数后的容量;⑤抗渗漏性:即抗电解质、气体或其他物质的非计划性泄漏（差、好或优）。

2.4 可充电工业电池和电动汽车电池的电化学性能和耐久性

规定了可充电工业电池和电动汽车电池的电化学性能和耐久性要求,包括:额定容量（Ah）及容量衰减（%）、功率（W）及功率衰减（%）、内阻（Ω）及内阻增加（%）、能量往返效率及衰减（%）和它们在设计条件下的预期寿命的指示。

2.5 安全测试要求

法规草案规定了9个安全项目的测试目的,这些测试项目在欧盟常用的国际电工委员会（IEC）标准中已有相关设置,但仍需关注具体用电产品对应的IEC标准的要求。

2.5.1 热冲击和热循环试验的设计

用于评估电池组件在极端温度和温度突变下导致的电池完整性变化,以及变化的潜在后果。在热冲击期间,电池应暴露在两个极限温度下,并在每个温度下保持一段时间。

2.5.2 外部短路保护

用于评估外部短路时电池的安全性能。该测试可以评估过电流保护装置的激活程度或电池在不触及危险（如热失控、爆炸、火灾）情况下的电流承受能力。主要危险因素是电芯阶段的发热和电弧,电弧可能损坏电路或导致隔离电阻降低。

2.5.3 过充电保护

2.5.4 过放电保护

用于评估电池在过放电时的安全性能。过放电的安全风险包括极性反转导致的负极集流体（铜）氧化和正极侧电镀。即使是轻微的过放电,也可能会形成锂枝晶,最终导致电池短路。

2.5.5 温度过高保护

用于评估温度控制失灵或其他保护装置失灵对操作过程中内部过热的影响。

2.5.6 热扩散

用于评估电池在热扩散情况下的安全性能。整个电池由许多单体电池组成,一只电池中的热失控可引起整个电池的级联反应,会导致严重的后果,包括大量的气体释放。测试应优先采用国际标准化组织（ISO）和联合国技术法规（UN GTR）正在制定的运输应用试验。

2.5.7 外力造成的机械损伤（跌落和冲击）

用于模拟电池在意外掉落或受重负荷撞击的一种或多种情况后,是否仍能为设计用途而工作。模拟这些情况的标准可反映现实生活中的用途。

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2.5.8 内部短路

用于评估电池在内部短路时的安全性能。内部短路是电池制造商主要关注的问题之一,因为可能导致电池泄气、热失控甚至引燃电池中逸出的气体。内部短路的产生或制造缺陷引起电池中杂质或锂枝晶的生长,是大多数现场安全事故的起因。可能会出现多重内部短路（如正/负极、铝/铜集流体、铝集流体/负极）,且各情况的接触电阻都不同。

2.5.9 热滥用

在测试过程中,电池必须暴露在高温下（IEC 62619:2017《蓄电池和含碱或其他非酸性电解质蓄电池组工业应用中使用二次锂电池和蓄电池组的安全要求》[2],即85℃）,这样会引发放热分解反应,导致电池热失控。

法规草案同时指出,对于上述9个测试要求,还应适当考虑非水电解质排放有毒气体的风险。

2.6 标签要求

法规草案规定,电池标签应包含:制造商名称、注册商标或商标;电池类型、批次、序列号或其他允许明确标识的元件;电池型号标识;制造日期;上市日期;化学体系;电池中含有除汞、镉或铅以外的有害物质;电池中包含的关键原材料;还应有电池单独收集符号和可读取识别的二维码。

2.7 CE标志和欧盟符合性声明

法规草案规定,制造商应在满足法规适用要求的每个电池或相应包装上贴上欧盟安全认证（CE）标志,并由欧盟的公告机构负责贴上后者的识别号。制造商还应根据法规附带的Article 18,为每种电池型号起草一份欧盟符合性声明,并在隶属相应型号的最后一种电池投放市场后,与技术文件一起保存10年,供当局使用。如有要求,应向成员国有关当局提供欧盟符合性声明的副本。

2.8 处理和再循环要求

法规草案的电池处理要求包含:①至少应包括去除所有液体和酸;②应在表面不透水且有适当防风雨覆盖物的现场或在适当的容器中处理和储存（包括临时储存）;③储存废电池的场所应确保废电池不会与导电或可燃材料产生的废物混合;④处理废弃锂基电池时,应采取特殊的预防和安全措施,防止在搬运、分类和储存过程中暴露于过热、水、任何压碎或物理损坏环境中。

该法规草案还明确了分时间阶段不同的回收效率和回收材料的水平要求,如表3所示。

表3 新电池法规中的电池回收要求Table 3 Recovery requirements of batteries in new battery regulation

3 结论

欧盟新法规草案提出了对投放欧盟市场的电池的可持续性、安全性、标签、信息、对运营商的尽职调查和废电池报废处理等要求,共有14个附件。

本文作者对其中与电池企业生产、销售和回收环境相关的要素进行了解读。相关企业应重点关注有害物质限值、碳足迹计算和回收率的要求,在产品设计阶段就从原材料着手,对接新法规,确保在新法规生效前出口的电池都能符合相关要求。