IEC 60086-52021 原电池.第5部分含水电解液电池的安全性标准立项发展报告

原电池第5部分：含水电解液电池的安全性标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PrimaryBatteries-Part5:SafetyofBatterieswithAqueousElectrolyte摘要关键词：原电池；含水电解液；安全性；国际标准；IEC60086-5AbstractWiththeproliferationofportableelectronicdevicesandtherapiddevelopmentofthenewenergyindustry,thesafetyofprimarybatteries—asfundamentalenergystoragedevices—hasattractedincreasingglobalattention.Batterieswithaqueouselectrolyterepresentthemostwidelyusedcategorywithintheprimarybatteryfamily,andtheirsafetyperformanceisdirectlyrelatedtothesafetyoflifeandpropertyandecologicalenvironment.Thisreportsystematicallyreviewsthebackground,technicalframework,majortechnicalchanges,andinternationalimpactofIEC60086-5:2021"Primarybatteries—Part5:Safetyofbatterieswithaqueouselectrolyte."Thereportpointsoutthatthisstandard,asacoreinternationalstandardinthefieldofprimarybatterysafety,hasfullyincorporatedthelatestachievementsinbatterytechnologydevelopmentandlessonslearnedfromaccidentinvestigations.Ithasputforwardmorecomprehensiveandstringenttechnicalrequirementsintermsofmechanicalsafety,electricalsafety,chemicalsafety,andenvironmentaladaptability,whichisofsignificantguidingimportanceforpromotingthehigh-qualitydevelopmentofChina'sbatteryindustryandfacilitatinginternationaltrade.Thereportalsoanalyzesthemainparticipatingorganizationsandimplementationpathways,andprovidesanoutlookonfuturedevelopmentdirections.Keywords:Primarybatteries;Aqueouselectrolyte;Safety;Internationalstandards;IEC60086-5一、引言原电池（PrimaryBattery），亦称一次性电池或不可充电电池，是将化学能直接转化为电能且不可通过外部电源进行再充电的化学电源。自19世纪中叶勒克朗谢（Leclanché）发明锌-二氧化锰电池以来，原电池已走过一百七十余年的发展历程，至今仍在大众消费电子、仪器仪表、医疗设备、安防系统、军事装备等众多领域发挥着不可替代的作用。据相关统计数据显示，全球原电池年产量已超过数百亿只，市场规模持续稳定增长。在众多原电池体系中，以锌-二氧化锰电池（碳性电池和碱性电池）、锌-氧化银电池、锌-空气电池等为代表的含水电解液电池（AqueousElectrolyteBatteries）占据着市场的主导地位。这类电池以水溶液作为电解液介质，具有成本低廉、工艺成熟、环境适应性广等显著优势。然而，含水电解液电池在使用和处置过程中可能引发的电解液泄漏、气体析出、外壳破裂甚至起火爆炸等安全隐患，始终是制约行业健康发展的关键问题。国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，简称IEC）作为全球最具权威性的国际电工标准化机构，长期致力于原电池领域的标准化工作。IEC60086系列标准是原电池领域的基石标准体系，其中第5部分专门针对含水电解液电池的安全性进行规范。2021年9月30日，IEC正式发布了IEC60086-5:2021版本，取代了此前实施的IEC60086-5:2016版本，标志着含水电解液电池安全要求进入了一个新的发展阶段。二、标准概述2.1标准基本信息IEC60086-5:2021《原电池第5部分：含水电解液电池的安全性》由国际电工委员会原电池标准化技术委员会（IEC/TC35）负责制定和修订。该标准是IEC60086系列标准的组成部分，与IEC60086-1（原电池第1部分：总则）、IEC60086-2（原电池第2部分：物理和电性能）、IEC60086-3（原电池第3部分：手表电池）、IEC60086-4（原电池第4部分：锂电池的安全性）共同构成了一套完整的原电池国际标准体系。本标准的正式名称如下：-中文名称：原电池第5部分：含水电解液电池的安全性-英文名称：Primarybatteries—Part5:Safetyofbatterieswithaqueouselectrolyte-法文名称：Pilesélectriques—Partie5:Sécuritédespilesàélectrolyteaqueux表1列出了该标准的核心基本信息：|项目|内容||------|------||标准编号|IEC60086-5:2021||发布机构|国际电工委员会（IEC）||发布日期|2021年9月30日||发布年份|2021年||标准状态|现行有效||替代版本|IEC60086-5:2016||分类号|原电池和蓄电池||国别|国际组织||语言|英语、法语||适用范围|含水电解液原电池|2.2标准定位与适用范围IEC60086-5:2021规定了含水电解液原电池在正常使用和可合理预见的误用情况下的安全性能要求和试验方法。该标准适用于所有以水溶液为电解液的不可充电原电池，包括但不限于：-锌-二氧化锰电池（碳锌电池和碱性锌-二氧化锰电池）-锌-氧化银电池-锌-空气电池-其他含水电解液原电池体系该标准旨在确保电池在预期使用条件下不会对使用者、第三方或环境造成危害，同时为电池设计者、制造商、分销商、使用者以及监管机构提供统一的安全评价依据。三、标准修订背景与过程3.1技术发展驱动近年来，原电池技术本身也在不断进步。高功率碱性电池、无汞化环保电池、耐漏液高性能电池等新产品的不断涌现，对安全标准的适用性和前瞻性提出了更高要求。同时，电池小型化、轻量化的发展趋势使得电池的能量密度不断提高，一旦发生安全事故，其危害程度也相应增大。3.2事故教训总结2000年代以来，国内外先后发生了多起因原电池使用不当或产品质量缺陷导致的安全事故。这些事故暴露出早期版本标准在某些安全要求方面存在不足，例如对高温环境下电池行为的考核不够严格、对儿童可触及场景下的安全防护要求不够明确等。深入分析这些事故案例，为标准的修订提供了重要的实践依据。3.3国际法规环境变化联合国《关于危险货物运输的建议书—规章范本》（UNRTDG）和《全球化学品统一分类和标签制度》（GHS）等国际法规对电池运输安全和化学品安全管理的要求不断更新，要求原电池安全标准与之保持协调一致。此外，各国对消费品安全法规的日趋严格也推动了标准的持续完善。3.4标准修订历程IEC60086-5的修订工作由IEC/TC35（原电池标准化技术委员会）主导推进。从2018年启动修订工作以来，历经工作组草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准最终草案（FDIS）等多个阶段，经过各成员国和联络组织的多轮意见征询和技术讨论，最终于2021年9月30日正式发布。期间共召开了多次国际工作会议和网络会议，收集处理了数百条来自各国标准化机构、产业界和检测机构的反馈意见，确保标准内容充分反映全球共识和技术最新进展。四、标准主要内容与技术要点4.1标准总体框架IEC60086-5:2021在结构上沿用了原版本的主体框架，但在具体技术内容上进行了全面修订和补充。标准的主要内容包括：-范围：明确标准适用的电池类型和边界条件-规范性引用文件：列出标准实施所必需引用的其他标准文件-术语和定义：对电池安全领域的专业术语进行统一规范-安全要求和试验：对电池在设计、生产和使用的各类场景下的安全性能提出明确的技术要求和对应的试验方法-包装和运输要求：规范电池在流通环节的安全保障措施-标志和信息：要求电池本体和包装上提供必要的安全警示信息-使用说明书：规定制造商应向使用者提供的安全使用指南4.2安全要求技术要点在机械安全方面，标准对电池的抗挤压、抗跌落、抗振动等机械应力承受能力提出了明确的技术指标和试验方法，确保电池在运输、装卸和日常携带过程中不会因机械损伤而导致电解液泄漏或内部短路。标准明确规定电池在经历规定的机械试验后，不得出现电解液泄漏、外壳破裂等影响安全的现象。在电气安全方面，标准重点考核电池在外部短路、强制放电等异常电气条件下的安全响应特性。试验要求电池在规定条件下不得发生起火、爆炸等危险事件，同时将电池表面温度控制在安全阈值以内，防止对使用者造成烫伤伤害。在化学安全方面，标准对电池材料的化学稳定性和电解液的密封性能提出了严格要求。通过高温储存、温度循环等加速老化试验，考核电池在极端温度环境下的密封可靠性和化学稳定性，确保电池在有效期内不会因材料退化而导致电解液渗漏或有害物质释放。在环境保护方面，标准与全球日益严格的环保法规要求相适应，明确规定了电池中汞、镉、铅等有害物质的限量要求，推动电池的无汞化、无镉化进程。标准还就电池的回收利用和废弃处置环节提出了信息告知要求，引导用户正确分类投放废弃电池。4.3重大技术变化相较于2016年版，IEC60086-5:2021在以下方面进行了重要的技术修订：第一，完善了儿童安全保护要求。针对儿童可能接触和误用电池的场景，增设了更加严格的模拟儿童操作行为的滥用试验，包括模拟儿童咬嚼、摔打等行为的专项测试，以评估电池在小儿使用场景下的安全性。第二，调整了高温试验条件。结合全球气候变暖趋势和实际运输环境中可能遇到的极端高温条件，对高温储存试验的温度阈值和持续时间进行了适当调整，强化了电池在高温环境下的安全考核。第三，细化了安全信息要求。增加了对电池安全标志的尺寸、颜色和位置的具体规定，提高了警示信息的可视性和辨识度。同时在说明书中增加了更加详细的应急处置指导，包括电池误吞、电解液接触眼睛或皮肤等紧急情况下的处理建议。第四，新增了电池滥用试验组合。模拟消费者在实际使用过程中可能出现的各类非正常操作，如反向安装、混合使用不同品牌或不同新旧的电池等，综合考虑多种滥用因素的叠加效应，提出了更加全面的安全性考核要求。五、标准的意义与影响5.1保障消费者安全IEC60086-5:2021通过对电池在正常使用和可合理预见的误用条件下的安全性能提出系统化、可验证的技术要求，有效降低了电池产品对消费者造成人身伤害的风险。标准中关于儿童安全保护的强化要求，对于保护儿童这一弱势群体免受电池危害具有重要意义。5.2促进国际贸易便利化作为国际电工委员会发布的标准，IEC60086-5:2021在国际贸易中具有广泛认可度。各国在制定本国原电池安全法规和技术规范时，普遍以IEC60086-5为基准。该标准的实施，有利于消除各国之间因标准差异造成的技术性贸易壁垒，促进原电池产品的国际贸易自由化和便利化。5.3推动产业技术进步标准是产业技术发展的重要引导力量。IEC60086-5:2021所提出的较高安全要求，促使企业加大在电池安全设计、新型材料的开发应用、生产工艺改进等方面的研发投入，推动原电池产业从价格竞争向质量竞争和技术竞争转变，有利于整个行业的技术进步和可持续发展。5.4支撑监管体系完善该标准为市场监管部门开展原电池产品质量监督抽查和风险监测提供了统一的技术依据。标准的科学性和可操作性直接关系到监管执法的有效性和公信力。IEC60086-5:2021的技术内容更新，为我国完善原电池产品质量监管体系提供了重要的国际参考。六、主要修订单位介绍本标准由国际电工委员会原电池标准化技术委员会（IEC/TC35）负责制修订工作。IEC/TC35成立于1949年，是IEC下设的专门负责原电池领域国际标准制定的技术委员会，秘书处由日本工业标准调查会（JISC）承担。TC35的现行工作范围涵盖原电池的术语定义、分类命名、尺寸规格、电性能要求、安全要求、环境标志等方面，其制定的IEC60086系列标准被全球各主要经济体广泛采用。在IEC/TC35的组织架构下，IEC60086-5的修订工作由专门的工作组（WG）负责推进，该工作组汇集了来自世界各国的电池制造商、检测认证机构、科研院校、消费者组织和政府监管部门的技术专家。标准在制定过程中严格遵循IEC的透明、公开、协商一致原则，各成员国国家委员会均可提出技术意见和修改建议。中国的电池标准化技术委员会作为IEC/TC35的积极成员（P成员），全程参与了本标准的制修订工作，在标准讨论过程中提出了多项建设性的技术意见，充分反映了中国原电池产业的技术诉求和发展经验。七、结论与展望7.1总结IEC60086-5:2021《原电池第5部分：含水电解液电池的安全性》的发布实施，是原电池安全领域标准化工作的重要里程碑。该标准在系统总结近年来电池技术发展成果和安全事故经验教训的基础上，对含水电解液电池的安全要求和技术指标进行了全面修订和升级，体现了国际社会对电池安全问题的高度重视和持续关注。本报告的深入分析表明，该标准具有以下突出特点：-系统性：构建了覆盖机械安全、电气安全、化学安全、环境安全和信息安全的完整安全要求体系-先进性：充分吸收了电池技术发展的最新成果，反映了行业实践的最新技术水平-协调性：与国际法律法规和下游应用领域标准保持有机衔接，形成了协同配套的标准体系-实用性：试验方法具有较好的可操作性和可重复性，便于各国检测机构统一执行7.2展望展望未来，原电池安全标准化工作仍面临诸多新课题和新挑战。随着物联网技术的普及，微型化、柔性化电池的不断涌现，对安全标准提出了更加多元化的需求；可持续发展理念的深入推进，要求原电池安全标准在保障使用安全的同时，更加关注全生命周期的环境安全；数