IEC 62133：2017锂电池流程和测试项目介绍

自 2002 年发布以来，IEC 62133 系列标准实现了小型电池和电池安全测试的国际协调。此后，该标准在 2012 年进行了重大修订，近一次重大变更发生在 2017 年。本文将详细介绍这些新变更及其对合规活动的影响。

IEC 62133 标准版和第二版的范围包括镍和锂离子电池化学品。随着技术的发展，锂离子和锂聚合物形式的二次锂选择在大多数便携式应用中已经取代了镍电池。随着锂电池产量的增加，锂的成本直线下降，锂电池的经济性和安全性发生了巨大变化。

认识到这一事实，新版本的 IEC 62133 标准分为两个不同的部分。第 1 部分介绍镍化学，第 2 部分重点介绍锂。这导致了一些混乱，因为之前的版本是 IEC 62133 第 2 版，新版本更名为 IEC 62133-1 和 -2，但重置为第 1 版。

新版 IEC 62133 标准包括以下项目的测试和验证。

电芯（cell）：连续低倍率充电、振动、温度循环、外部短路、自由跌落、冲击（碰撞）、热误用（热冲击）、挤压、低压、过充、强制放电、高倍率充电保护功能（锂系统）、标签和包装、不正确的安装（镍系统）。

电池（Battery）：振动、高温外壳应力、温度循环、外部短路、自由跌落、冲击（碰撞）、标签和包装、过充（镍系）。

IEC 62133：2017具体测试程序如下：

1、低速率连续充电：

充满电的电池按照制造商的规定充电 28 天。

2、振动试验

    充满电的电池芯或电池在下列试验条件下按表 2 中的顺序进行振动试验。对电池芯或电池施加简谐运动，振幅为 0.76mm，总大偏移为 1， 52 毫米。频率在 10 Hz 和 55 Hz 的极限之间以 1 Hz/min 的速率变化。对于每个安装位置（振动方向），整个频率范围（10Hz 至 55 Hz）和返回（55 Hz 至 10 Hz）在 90 分钟±5 分钟内经过。按照下面指定的顺序，在三个相互垂直的方向中的每一个方向上施加振动。

第1步：确认测得的电压是被测充电产品的典型电压。

步骤2-4：按照表 2 的规定施加振动。

步骤 5：将电池静置 1 小时，然后进行目视检查。

3 高环境温度下的塑壳应力

4、温度循环

反复暴露在高温和低温下不应引起火灾或爆炸。

b) 按照以下程序和图 1 所示的曲线进行测试。根据以下程序，在强制通风室中将充满电的电池或电池组进行温度循环（–20 °C，+75°C）。

第 1 步：将电池或电池组在 75 °C ± 2 °C 的环境温度下放置 4 小时。

第 2 步：在 30 分钟内将环境温度更改为 20 °C ± 5 °C，并在此温度下保持至少 2 小时。第 3 步：在 30 分钟内将环境温度更改为 –20 °C ± 2 °C，并在此温度下保持 4 小时。

第 4 步：在 30 分钟内将环境温度更改为 20 °C ± 5 °C，并在此温度下保持至少 2 小时。

第 5 步：再重复第 1 步到第 4 步四个循环。

第 6 步：第五次循环后，在检查前将电池或电池组存放 7 天。注：该测试可以在温度变化的单个腔室中进行，也可以在三个不同的测试温度下在三个独立的腔室中进行。

5、外部短路

    两组充满电的电池或电池分别存放在20℃±5℃和55℃±5℃的环境温度中。然后通过连接总外部电阻小于 100mΩ 的正极和负极端子将每个电池或电池组短路。电池芯或电池组保持测试 24 小时或直到外壳温度下降大温升的 20%，以较早者为准。

6、自由落体

每个充满电的电池芯或电池组从 1.0 米的高度跌落到混凝土地板上 3 次。电池芯或电池组落下以获得随机方向的冲击。

7、机械冲击

    充满电的电池或电池通过刚性支架固定在试验机上，该支架将支撑电池或电池的所有安装表面。电池或电池组受到总共 3 次等量级的冲击。在三个相互垂直的方向中的每一个方向上施加冲击。至少其中之一应垂直于平面。

对于每次冲击，电池或电池以这样的方式加速，即在初的 3 毫秒内，小平均加速度为 75 gn。峰值加速度应在 125 gn 和 175 gn 之间。电池芯或电池组在 20°C±5°C 的环境温度下进行测试。

8、热滥用

    每个充满电的电池，在室温下稳定，放置在重力或循环空气对流烘箱中。烘箱温度以 5°C/min ± 2°C/min 的速率升高到 130°C ± 2°C 的温度。在测试停止之前，电池保持在该温度下 10 分钟。

9、电池破碎

    每个充满电的电池在两个平面之间被挤压。压碎力由施加 13 kN ± 1 kN 力的液压油缸施加。粉碎的方式会导致不利的结果。一旦施加了大的力，或者获得了原始电压的三分之一的突然电压降，就释放力。圆柱形或棱柱形电池被压碎，其纵轴平行于压碎设备的平面。为了测试棱柱形电池的宽边和窄边，测试了第二组电池，与组相比，它们在轴上绕其经度旋转 90°。

10、低压

    每个充满电的电池都放置在真空室中，环境温度为 20°C±5°C。腔室密封后，其内部压力逐渐降低至等于或小于 11.6 kPa（模拟 15 240 米的高度）并保持该值 6 小时。没有火灾，没有爆炸

11、锂系统过充电

电池按照 IEC 61960 中的描述进行放电，然后使用 e10 V 电源以制造商推荐的充电电流 Irec 充电 2.5 C5/Irec h。

12、强制放电

放电的电池在 1 It A 下反向充电 90 分钟。

13、电池高充电率保护（锂电池系统）

电池按照 IEC 61960 中的描述放电，然后以制造商推荐的充电电流的三倍充电，直到电池充满电或内部安全装置在电池充满电之前切断充电电流

以上各项试验必须满足不破损、不着火、不爆炸的要求。如果存在任何这些条件，则认为它失败了。

锂电池和电池芯测试要求的变化：

IEC 62133-2 中对锂电池和电池芯要求的变化更为广泛。作为起点，许多定义已被修改或添加以进行澄清。重要的例子包括。

1 在“二次电池”的定义中包括单个电池。

2. 澄清“泄漏”是液体电解质的计划外可见泄漏；

3. 增加“参考测试电流It”的明确定义，即在充电时间内以C5额定容量(ItA)的倍数表示的充电或放电电流。该值用于标准中包含的整个测试定义。

4 “圆柱形细胞”、“棱柱形细胞”和“细胞团”的新定义

5 认识到便携式能源设备日益复杂，在某些情况下可能包括与安全性能相关的硬件和软件方面，功能安全的定义被添加为整体安全的一部分，依赖于功能和物理单元正确运行以响应他们的投入。

    电池组安全电路组件故障受到该标准的一些贡献者的青睐，但并未作为强制性要求实施。相反，应该注意的是，“应该”提供识别关键组件的安全分析，并且在电池组的短路测试期间应该考虑组件“单一故障”。请注意，这些故障可能仍然是特定国家/地区与 IEC 标准的偏差的一部分；

用于短路测试的环境温度条件在电池和电池组之间进行了翻转。新版标准要求电池在55°C下进行测试，电池组在室温（20°C）下进行测试，热滥用测试从高温浸泡10分钟延长至30分钟（ 130℃）。该标准还指出了在测试前将电池在 20 ± 5°C 下浸泡 1 小时的先决条件；

压缩测试已经简化，以消除 10% 的大变形要求。此外，力公差已从 13±1kN 降低到 13±0.78kN，如新镍电池测试所述；

    电池测试过充的参数更是侮辱。虽然对串联电池的要求没有明显变化，但单节电池或块电池的电压已提高到充电上限电压的 1.4 倍（不超过 6.0V）。在以前的版本中，乘数仅为 1.2 且限制为 5.0 V。在所有测试案例中，电压应足以在整个测试过程中或直到达到电源电压时保持 2.0?It?A。还增加了监测电池外壳温度的明确要求；

    强制内部短路 (FISC) 测试已经过修改，允许电池或系统中的保护装置免除此测试的需要。为这种高度规范的测试添加了额外的说明，例如明确定义要使用的电压水平以及根据特定响应方案要采取的措施。所有对多单元应用程序的引用都已删除。聚合物和纽扣电池不包括在此测试要求中；

自 2017 年 2 月发布以来，IEC 62133-2 已被 IECEE 用于 CB 报告。尽管在某些方面比其前身更广泛，但其要求为国际统一的电池和电池组测试提供了澄清和改进。相关国家偏离标准和独立国家标准的相关更新预计将于明年发布。与往常一样，这种情况仍然不稳定，并且因国家/地区而异，因此强烈建议经常咨询您的测试提供商，以确保获得积极的合规结果。

常问问题：

1 IEC 62133 和 EN 62133 有什么区别？

IEC62133和EN62133的主要区别在于认证机构不同，EN是欧盟的标准，IEC是标准，测试内容是一样的。电子委员会（IEC）成立于1906年，是世界上个负责电气和电子工程领域标准化工作的电子标准化机构。IEC的宗旨是促进电气和电子工程领域的标准化与合作，增进相互了解。

EN：European Norm，欧洲标准。CENELEC 和 CENELEC 及其联合机构 CEN/CENELEC 是欧洲的标准制定机构，CENELEC 于 1976 年由两个早期机构合并在比利时布鲁塞尔成立。其目的是为了与欧洲有关国家的标准机构发布的电-电标准相协调，消除技术性贸易壁垒。

IEC/EN62133 认证标准范围：充电电池和电池组、碱性或其他非酸性电解质/密封便携式电池的安全要求。测试项目包括：连续低倍充电、振动、高温模壳应力、高低温循环、防充电（镍）、外部短路、自由跌落、机械冲击、热滥用、挤压、低压、过充（镍、锂电不同）强制放电，高倍率充电。

2 新版标准出台后，旧版标准（IEC62133:2012）是否仍然有效？

A：IEC标准原则上没有明确的有效期，新旧版本标准可以并行使用，比如现阶段也可以申请IEC62133:2012版的报告和证书，但是新标准比旧标准更准确，对电池安全和性能的分析更全面。

一般来说，使用锂电池的端子室会及时采用新标准的认证和CB测试报告，而全球IEC成员国也会逐步采用新标准。建议客户开始申请新版标准的证书和测试报告，以方便符合国际市场的新标准。

3 IEC 62133 是否足以让我们的电池获得 CE 标志？

首先需要注意的是，只有某些欧洲指令管理产品的“CE 标记”。一般来说，IEC 62133 范围内的便携式电池不属于 CE 标志指令的范围。

主要的例外是包含有源电子设备的智能电池；此类电池可能属于 EMC 指令（和 EMC 特定标准）的范围。EN 62133（欧盟采用的 IEC 62133 版本）涵盖电气安全。

IEC 62133 第 2 版参考了 UN 38.3 运输测试。Cell 和 Battery（Packs）都需要这些吗？

因此，将这些要求作为电气安全测试的一部分被认为是多余的。第 2 版仅特别要求对电池进行这些测试（根据第 6 节，表 2）。

应该注意的是，UN 38.3 要求不要求对单个电池进行 T1-T4 测试（“组件电池”可以在电池内进行测试，而不是单独进行测试）。

因此，要被视为符合 IEC 62133 第 2 版，电池应单独进行测试。

4 我们的电池不足 100 瓦时。我们可以免除IEC 62133认证测试吗？

100 瓦时限制与某些包装、标签和运输要求和例外情况有关。此类电池仍必须满足 UN 38.3 运输测试才能符合这些运输例外情况。至于 IEC 62133，没有小/大容量。如果可充电锂离子电池是用户可更换的、便携式的或用于为

便携式设备供电的，则 IEC 62133 将适用。同样，认证可能是强制性的，也可能不是强制性的，这取决于使用电池的市场和终产品。