Regulation (EU) 2023/1542
附属書V 安全パラメータ
Annex V — SAFETY PARAMETERS
1. 熱衝撃及び温度サイクル
1. Thermal shock and cycling
この試験は、極端かつ急激な温度変化にさらされた際のセル構成部品の膨張及び収縮から生じる電池の完全性の変化、並びに当該変化の潜在的な帰結を評価するよう設計されなければならない。熱衝撃の間、電池は二つの温度限界にさらされ、各温度限界で特定の期間保持されなければならない。
This test shall be designed to evaluate changes in the integrity of the battery arising from expansion and contraction of cell components upon exposure to extreme and sudden changes in temperature, and potential consequences of such changes. During a thermal shock, the battery shall be exposed to two temperature limits and held at each temperature limit for a specified period.
2. 外部短絡保護
2. External short circuit protection
この試験は、外部短絡を加えた場合の電池の安全性能を評価しなければならない。試験は、過電流保護装置の作動、又は危険な状況(例えば熱暴走、爆発、火災)に至ることなく電流に耐えるセルの能力を評価することができる。主なリスク要因は、セルレベルでの発熱及びアーク放電であり、これらは回路を損傷し、又は絶縁抵抗の低下につながりうる。
This test shall evaluate the safety performance of a battery when applying an external short circuit. The test can evaluate the activation of the overcurrent protection device or the ability of cells to withstand the current without reaching a hazardous situation (e.g. thermal runaway, explosion, fire). The main risk factors are heat generation at cell level and electrical arcing, which can damage circuitry or lead to reduced isolation resistance.
3. 過充電保護
3. Overcharge protection
この試験は、過充電状況における電池の安全性能を評価しなければならない。過充電中の主な安全リスクは、電解質の分解、正極及び負極の破壊、固体電解質界面(SEI)層の発熱分解、セパレータの劣化及びリチウム析出であり、これらは電池の自己発熱及び熱暴走につながりうる。試験の結果に影響を与える要因には、少なくとも充電率及び最終的に到達した充電状態が含まれなければならない。保護は、電圧制御(限界充電電圧に到達した後の遮断)又は電流制御(最大充電電流を超えた後の遮断)のいずれかにより確保することができる。
This test shall evaluate the safety performance of a battery in overcharge situations. The main safety risks during overcharge are the decomposition of the electrolyte, cathode and anode breakdown, exothermic decomposition of the solid electrolyte interphase (SEI) layer, separator degradation, and lithium plating, which can lead to self-heating of the battery and thermal runaway. The factors affecting the outcome of the test shall, as a minimum, include, the charging rate and the finally reached state of charge. The protection can be ensured either by voltage control (interruption after reaching the limit charging voltage) or current control (interruption after exceeding maximum charging current).
4. 過放電保護
4. Over-discharge protection
この試験は、過放電状況における電池の安全性能を評価しなければならない。過放電中の安全リスクには、負極集電体(銅)の酸化及び正極側での析出につながる極性反転が含まれる。軽微な過放電であっても、デンドライトの形成及び最終的には短絡を引き起こしうる。
This test shall evaluate the safety performance of a battery in over-discharge situations. Safety risks during over-discharge include polarity reversal leading to oxidation of the anode current collector (Copper) and to plating on the cathode side. Even minor over-discharge can cause dendrite formation and ultimately short-circuiting.
5. 過温度保護
5. Over-temperature protection
この試験は、運転中の温度制御の故障又は内部過熱に対する保護のためのその他の機能の故障の影響を評価しなければならない。
This test shall evaluate the effect of temperature control failure or failure of other features for protection against internal overheating during operation.
6. 熱伝播保護
6. Thermal propagation protection
この試験は、熱伝播状況における電池の安全性能を評価しなければならない。一つのセルにおける熱暴走は、多数のセルから構成されうる電池全体に連鎖反応を引き起こしうる。それは、大量のガス放出を含む深刻な結果につながりうる。試験は、ISO及び国連世界技術規則により輸送用途のために開発中の試験を考慮しなければならない。
This test shall evaluate the safety performance of a battery in thermal propagation situations. A thermal runaway in one cell can cause a cascading reaction throughout the entire battery which can be composed of numerous cells. It can lead to severe consequences including a significant gas release. The test shall take into account the tests that are under development for transport applications by ISO and the UN Global Technical Regulation.
7. 外力による機械的損傷
7. Mechanical damage by external forces
これらの試験は、電池が偶発的に機械的応力にさらされ、設計された目的のために動作し続ける一又は複数の状況を模擬しなければならない。これらの状況を模擬するための基準は、実際の使用を反映すべきである。
These tests shall simulate one or more situations in which a battery is accidentally exposed to mechanical stresses and remains operational for the purpose for which it was designed. The criteria to simulate these situations should reflect real life uses.
8. 内部短絡
8. Internal short circuit
この試験は、内部短絡状況における電池の安全性能を評価しなければならない。電池製造業者の主要な懸念の一つである内部短絡の発生は、ベント(ガス放出)、熱暴走、及びセルから漏出する電解質の蒸気に引火しうる火花につながる可能性がある。当該内部短絡の発生は、製造上の欠陥、セル内の不純物の存在又はリチウムのデンドライト成長により引き起こされうるものであり、市場における安全インシデントの大部分の原因である。複数の内部短絡のシナリオ(例えば正極/負極、アルミニウム集電体/銅集電体、アルミニウム集電体/負極の電気的接触)がありえ、それぞれ異なる接触抵抗を有する。
This test shall evaluate the safety performance of a battery in internal short-circuit situations. The occurrence of internal short circuits, one of the main concerns for battery manufacturers, potentially leads to venting, thermal runaway, and sparking which can ignite the electrolyte vapours escaping from the cell. The generation of such internal short circuits can be triggered by manufacturing imperfections, the presence of impurities in the cells or dendritic growth of lithium, and is the cause of most in-field safety incidents. Multiple internal short circuit scenarios are possible (e.g. electrical contact of cathode/anode, aluminium current collector/copper current collector, aluminium current collector/anode) each with a different contact resistance.
9. 熱的誤用
9. Thermal abuse
この試験の間、電池は高温(IEC 62619では85°C)にさらされなければならず、これはセル内で発熱分解反応を引き起こし、熱暴走につながりうる。
During this test, the battery shall be exposed to elevated temperatures (in IEC 62619 the temperature is 85 °C) which can trigger exothermal decomposition reactions and lead to a thermal runaway in the cell.
10. 火災試験
10. Fire test
爆発のリスクは、電池を火にさらすことにより評価されなければならない。
The risk of explosion shall be assessed by exposing the battery to fire.
11. ガスの放出
11. Emission of gases
電池は、例えば可燃性の高い電解質、腐食性及び毒性の構成要素など、潜在的に有害な物質を大量に含みうる。一定の条件にさらされた場合、電池の完全性が損なわれ、有害なガスの放出をもたらしうる。したがって、試験中に電池から放出される物質からのガスの放出を特定することが重要である。非水系電解質から放出される有毒ガスのリスクは、第1項から第10項までに掲げるすべての安全パラメータについて適切に考慮されなければならない。
Batteries can contain significant amounts of potentially hazardous materials, for example highly flammable electrolytes, corrosive and toxic components. If exposed to certain conditions, the integrity of the battery could be compromised, resulting in the release of hazardous gases. Therefore, it is important to identify emissions of gases from substances released from the battery during tests: the risk of toxic gases emitted from non-aqueous electrolytes shall be properly taken into account for all safety parameters listed in points 1 to 10.