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锂电池国标 GB31241-2014 对被动保护器件的影响
来源:TE  时间:2015-06-17

近 年来, 各种便携式电子产品如手机、数码相机、音乐播放器、平板电脑、超级本及笔记本电脑几乎人手必备,而为这些电子产品提供能量的则是锂离子电池。锂电 池广泛使用的同时也带来了一些安全事故,如电池起火、爆炸等,因为锂离子电池在过充电或大电流等不正确使用时会引起内部温度升高、膨胀从而导致起火及爆 炸,严重危害人身及财产的安全。中国是世界上最大的锂电池生产和消费国家,但是却一直没有关于锂电池的强制性国家标准,虽然有一些行业标准,但是都不能很 有效的规范锂电池市场。市场上各种锂电池鱼龙混杂,容量及安全性难以保证,监管部门也没有合适的标准去监督管理。

新 国标 GB31241-2014 已经发布了,将于 2015 年 8 月 1 日起正式实施,本标准是国内第一部有关锂离子电池的强制性标准。 与 UL、IEC 和 PSE 等国外锂电池标准相比,除锂电池一级保护失效模式下的测试要求外,其它内容基本相似。虽然测试条件不是非常苛刻,但由于是 强制性标准,所以会对国内锂电池产品市场产生一定的影响,也给锂电池被动保护器件带来了机会。

锂电池由 于锂电池的轻、薄以及能量密度高等优点,越来越多的便携式电子产品开始使用锂电池,一些大品牌的厂家注重产品质量及安全性,要求研发及生产的锂电池满足国 际标准,从而可以进入国际市场。但是国内众多的锂电池中小企业追求低成本,以低价格抢占市场,形成恶性竞争,由于国内没有关于锂电池的强制性标准,市场上 出现了大量的伪劣产品,锂电池起火爆炸等安全事故频发。未来 GB31241-2014 的实施将会规范锂电池市场,特别是对那些中小企业生产的锂电池产 品会起到监督的作用,确保产品的安全性。

通常锂电池的保护是采 用 IC/Mosfet 构成一级保护,由于 IC/Mosfet 半导体元件容易受到静电、高温、高电压/高电流等脉冲的影响而损坏以致失去保护功能, 因此还需要外加被动器件 PPTC 或 MHP 作为二级保护,但是很多锂电池中小企业为了降低成本而选用低质量的 IC/Mosfet 并且去掉了二级 保护,在这种情况下,锂电池的安全难以得到保证,特别是锂电池的容量越来越大,危险性更高。国标 GB31241-2014 给被动保护器 件 PPTC 和 MHP 带来了更大的机会。

移动电源
越来越多的智能手机使用内置式电池,续航能力达不到消费者的需求,又不能更换电池,在这种情况下,移动电源产品就应运而生了。

随 着移动电源的广泛使用,安全问题也随之而来。移动电源产品核心部件是可充电电池(多为锂电池),追求大容量,能量密度高,从而危险性也相应增大。目前移动 电源市场品牌鱼龙混杂、强势品牌尚未诞生,行业标准尚未建立,一些品质差的产品流入市场,产品规格虚标,性能达不到,甚至引发安全问题。近年来,多次报出 移动电源或电池爆炸起火对人身及财产造成巨大损失的事件,引起政府相关管理部门及行业协会的关注。去年刚刚颁布的《USB 接口类移动电源行业标准》并没 有像大家所期待的那样对移动电源市场启动规范和约束作用,一方面这个是行业标准,不具有强制性,另一方面,这个标准更多偏重移动电源的性能要求而不是安全 要求。

移 动电源追求大容量,多采用多个锂电池并联方式,而並聯鋰電池之間如果不能保护内阻和电压的平衡会形成充放电回路,更严重的情况是如果有某个锂电池芯内部微 短路,其它电池芯会对其大电流充电而起火甚至爆炸。GB31241-2014 的实施会对移动电源内的锂电池具有约束作用,为保证其内部的锂电池芯安全, 被动器件 PPTC/MHP 是最好的选择,PPTC/MHP 具有很好的过电流和过温度保护特性,即使并联的锂电池芯之间出现不平衡或某个锂电池芯微短 路,PPTC 或 MHP 也可以有效地阻止大电流的充放电,防止锂电池起火爆炸。