IEC 62133-2-2021 含碱性或非酸性电解液的蓄电池组安全要求 中文版（储能专用）

IEC62133-2:2021含碱性或非酸性电解液的蓄电池组安全要求中文版（储能专用）前言本标准为IEC62133-2:2021《含碱性或非酸性电解液的蓄电池组安全要求第2部分：锂系系统》的中文版，专门针对储能场景进行适配解读与规范补充。IEC62133系列标准由国际电工委员会（IEC）制定，2017年起拆分为两个独立部分，其中第2部分聚焦锂系蓄电池及电池组，2021年通过AMD1:2021修订形成现行有效版本（IEC62133-2:2017+AMD1:2021），本次中文版结合储能行业应用特点，对标准核心要求进行精准翻译、场景适配，确保内容符合国际标准原文，同时贴合光伏储能、电网侧储能、用户侧储能、通信基站储能等各类储能场景的实际应用需求，为储能用含碱性或非酸性电解液蓄电池组的设计、生产、测试、应用、运输及回收全生命周期提供统一的安全准则。本标准的制定旨在规范储能用蓄电池组的安全性能，防范因过充、过放、短路、热失控等异常情况引发的火灾、爆炸、漏液等安全事故，保障人员生命财产安全及储能系统稳定运行。本标准适用于所有储能场景中使用的含碱性或非酸性电解液的二次蓄电池组（以下简称“储能蓄电池组”），涵盖锂离子、锂聚合物等锂系蓄电池组，明确排除非便携式、非密封或酸性电解液的二次电池，以及一次电池。本标准的要求为最低安全要求，储能行业相关企业可结合自身产品特性及应用场景，制定更为严格的企业标准。1范围本标准规定了储能场景中使用的含碱性或非酸性电解液的便携式密封二次蓄电池组（锂系）在预期使用、可合理预见误用及异常工况下的安全要求、测试方法、标识、包装、运输及储存要求。本标准适用于各类储能场景，包括但不限于光伏并网储能系统、离网储能系统、电网侧调峰储能系统、用户侧储能系统、通信基站备用储能系统、数据中心不间断电源储能系统等，所涉及的储能蓄电池组额定能量可涵盖小型户用储能（＜100kWh）及大型工业级储能（≥100kWh），其中大型工业级储能蓄电池组成组使用时，除符合本标准要求外，还需结合系统级安全要求进行补充验证。本标准不适用于以下场景：非密封式蓄电池组、酸性电解液蓄电池组、一次电池、电动汽车用蓄电池组（专用标准另行规定）、电动工具及消费电子用小型蓄电池组（非储能场景）；也不适用于储能系统中除蓄电池组本身以外的其他电气部件（如逆变器、控制器等），此类部件的安全要求需遵循相应的专用标准。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。IEC62133-1:2017含碱性或非酸性电解液的蓄电池组安全要求第1部分：镍系系统IEC60068-2环境试验第2部分：试验方法（系列标准）IEC60664-1低压系统内设备的绝缘配合第1部分：原理、要求和试验UN38.3《联合国危险货物运输建议书试验和标准手册》GB44240-2024电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求（国内储能场景补充参考）3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1含碱性或非酸性电解液的蓄电池组：以碱性电解液（如氢氧化钾、氢氧化钠等）或非酸性电解液（如锂离子电解液、锂聚合物电解液等）为离子传导介质，由两个或多个二次蓄电池单体通过串联、并联或串并联组合而成，具备可充电、可放电功能的储能单元，简称“储能蓄电池组”。3.2储能场景：以电能存储、调峰、调频、备用供电、新能源消纳等为目的，使用蓄电池组进行能量存储与释放的应用场景，包括固定式储能系统及便携式储能设备（储能专用）。3.3预期使用：按照制造商提供的产品说明书、操作手册及相关技术文档，在规定的环境条件、负载范围、充放电参数下，对储能蓄电池组进行的正常充电、放电及存储操作。3.4可合理预见误用：在正常使用过程中可能出现的非故意错误操作，包括但不限于充电参数设置错误、极性接反、短期过载、环境温度超出推荐范围等，不包括恶意破坏、故意短路等人为故意行为。3.5热失控：储能蓄电池组因内部或外部因素导致温度异常升高，引发电池内部化学反应失控，进而导致温度急剧上升、产生大量气体、外壳破裂、漏液、起火甚至爆炸的连锁反应过程，是储能蓄电池组最主要的安全风险之一。3.6电池并联块：由多个蓄电池单体并联组成的单元，可包含或不包含保护装置、监控电路，是储能蓄电池组成组的基础单元。3.7电池包：由一个或多个电池单体、电池并联块通过电气联接组成的电能存储装置，配备必要的保护、监控及散热结构，是储能蓄电池组的核心组成部分。3.8强制内部短路：通过特定方式模拟储能蓄电池组内部正负极短路的场景，用于验证电池组在内部短路情况下的安全性能。4参数测量公差本标准中所有涉及的电气参数、温度参数、尺寸参数及测试数据，测量公差应符合以下要求：电压测量公差不超过±1%；电流测量公差不超过±2%；温度测量公差不超过±2℃；尺寸测量公差不超过±0.5mm（针对小型电池包）、±1mm（针对大型储能蓄电池组）；时间测量公差不超过±1%。测试过程中，所有测量仪器应经过校准，校准周期不超过12个月，确保测量数据的准确性和可重复性。若测量数据超出上述公差范围，应重新进行测试，排查测量仪器及测试环境的影响因素，确保测试结果有效。5通用安全要求5.1设计安全要求：储能蓄电池组的设计应符合本标准的所有安全要求，充分考虑储能场景的特殊性，包括长期连续运行、成组使用、环境条件复杂等特点，进行针对性的安全设计。设计过程中应进行风险评估，识别可能存在的安全隐患（如过充、过放、短路、热失控、漏液等），并采取相应的防护措施。储能蓄电池组的外壳应采用阻燃、耐冲击、耐腐蚀的材料制成，外壳材料的阻燃等级应达到V-1级及以上，确保在异常情况下不被引燃、不发生破裂。外壳应具备良好的密封性能，防止电解液泄漏，同时应设计合理的散热结构，确保电池组在充放电过程中产生的热量能够有效散发，避免温度过高引发安全事故。5.2材料安全要求：储能蓄电池组所使用的电极材料、电解液、隔膜、外壳材料等，均应符合相关安全标准，无有毒、有害、易燃、易爆等危险特性（除电解液本身的正常化学特性外）。电解液应具有良好的稳定性，在正常使用及异常工况下，不易发生分解、泄漏，避免产生有毒有害气体。危险电压部件上的非金属材料需耐异常热，能够承受电池组在异常情况下产生的高温，不发生软化、燃烧。隔膜材料应具备良好的离子传导性和绝缘性，能够有效隔离正负极，防止内部短路，同时在温度升高时具备一定的热关闭功能，阻断离子传导，抑制热失控的发生。5.3电气安全通用要求：储能蓄电池组的电气连接应牢固、可靠，接触电阻应尽可能小，避免因接触不良产生局部过热。电池组的正负极应明确区分，标注清晰，防止极性接反。电池组应配备完善的绝缘保护措施，绝缘电阻应不小于2MΩ，防止漏电引发触电事故。储能蓄电池组应具备防过流、防短路、防过充、防过放等基础保护功能，保护装置应反应灵敏、动作可靠，在出现异常情况时能够及时切断电路，防止事故扩大。保护装置的响应时间应不超过50ms，确保在短路等紧急情况下能够快速动作。6专项安全要求（储能专用）6.1电气安全专项要求：针对储能蓄电池组成组使用、容量大、持续运行时间长的特点，额外提出以下专项要求。过充保护方面，电池组应配备专用的过充保护电路，若电池中带有充电保护电路，应能够有效保护电芯防止起火或爆炸；在2.5倍额定电压下持续充电7小时，电池组应无爆炸、无起火、无漏液现象。过放保护方面，应设置合理的过放保护阈值，防止电池组因过度放电导致容量衰减、性能损坏，甚至引发安全隐患；强制放电测试中，反向或超额放电时，电池组应具备抗异常放电能力，无漏液、起火、爆炸现象。外部短路保护方面，模拟正负极短路时，电池组应能够快速切断电路，监控温度变化，确保无起火、爆炸、漏液现象，同时短路电流应控制在安全范围内。6.2热安全专项要求：储能蓄电池组成组使用时，热失控的蔓延风险显著增加，因此需强化热安全防护。电池组应设计有效的热扩散防护结构，可采用陶瓷纤维隔热、定向泄压等方案，确保系统级热失控触发后，24小时内无明火蔓延、无爆炸风险。热滥用测试中，电池组在130℃环境中保持10分钟，应无起火、爆炸、漏液现象；300℃/1小时加热测试后，1小时内无起火、爆炸、漏液，确保电芯热稳定性达标。同时，电池组应配备温度监控装置，实时监测电池组的温度变化，当温度超出安全阈值时，及时发出报警信号并切断充放电电路。6.3机械安全专项要求：储能蓄电池组（尤其是大型工业级储能）在运输、安装、运行过程中，可能面临挤压、冲击、振动、跌落等机械应力，因此需强化机械安全防护。挤压测试中，垂直或水平挤压至规定变形量，电池组应无爆炸、无起火、无漏液，结构无严重破损；相较于2017版标准，2021版删除了原标准中充电温度上限的描述，测试条件更贴合实际应用场景。冲击测试中，150G加速度冲击下，电池组应无破损、无漏液、无电气连接松动；振动测试中，12Hz–200Hz变频振动3小时，模拟运输及运行环境，电池组应保持结构完整、电气性能稳定。跌落测试中，小型储能蓄电池组从1m高度自由跌落至硬表面，重复多次，应无破损、无漏液；大型储能蓄电池组按重量分级进行跌落测试，通过结构改良确保达标。6.4环境安全专项要求：储能蓄电池组可能应用于户外、高温、低温、高湿度等复杂环境，因此需具备良好的环境适应性。温度循环测试中，在-20℃至60℃范围内循环测试，电池组应无漏液、无破损、电气性能稳定，放电温度范围控制在-20℃~+60℃，充电温度范围控制在0℃~+45℃。低气压测试中，模拟高空低压环境，电池组应具备良好的密封性能，无漏液、无破损；高湿度环境测试中，在相对湿度85%~95%、温度40℃的环境中放置48小时，电池组应无漏电、无腐蚀、电气性能正常。户外储能蓄电池组还应具备IP54级及以上的防护等级，防止灰尘、雨水进入电池组内部，引发安全隐患。6.5化学安全专项要求：储能蓄电池组应防止电解液泄漏，若发生泄漏，电解液应无强腐蚀性、无剧毒，避免对人员、环境造成危害。电池组在正常使用及异常工况下，不应产生大量有毒有害气体；若产生少量气体，应通过合理的排气结构排出，避免气体积聚引发爆炸。纽扣式储能蓄电池组（小型储能场景）应标注吞食警告，并通过16mm吞咽测试，包装不应小到足以符合摄入规的限制，防止误吞食引发安全事故。同时，制造商应提供电池组的MSDS（化学品安全技术说明书），明确电解液的成分、危险特性及应急处理措施。7测试方法7.1测试预处理：所有测试样品应在标准环境条件下（温度23℃±2℃，相对湿度50%±5%，大气压力86kPa~106kPa）放置至少24小时，确保样品状态稳定。测试前，应对样品进行充放电预处理，按照制造商规定的方法充电，或以0.2ItA充电至充电限制电压后转恒压充电，直至电流小于或等于0.02ItA停止充电；充电前应先按照测试放电程序进行放电，以0.2ItA恒流放电至放电终止电压。同时，电池组在进行完充放电循环预处理后，还应对每个输出端子进行4kV接触放电（±4kV各10次）和8kV空气放电（±8kV各10次），验证静电放电防护性能。7.2电气安全测试方法：过充测试按照本标准6.1条的要求，将电池组置于标准环境条件下，采用2.5倍额定电压持续充电7小时，观察电池组的状态，记录是否出现爆炸、起火、漏液等现象。过放测试采用0.5ItA恒流放电，直至电池组电压降至过放保护阈值，观察电池组的状态，验证过放保护功能的有效性。外部短路测试将电池组正负极用导线直接连接，导线电阻不超过0.1Ω，观察电池组的温度变化及状态，记录短路发生后的反应，验证短路保护功能的有效性。强制内部短路测试按照2021版标准修正后的要求，测试温度由原来的10℃/45℃修改为按照制造商宣称的充电温度下限/上限来处理，模拟内部短路场景，观察电池组的安全状态。7.3热安全测试方法：热滥用测试将电池组放入恒温箱中，以5℃/min的速率升温至130℃，保持10分钟，观察电池组的状态；300℃/1小时加热测试将电池组放入恒温箱中，维持300℃环境1小时，测试结束后继续观察1小时，记录是否出现起火、爆炸、漏液现象。热扩散测试模拟系统级热失控场景，触发单个电池单体热失控，观察热失控是否蔓延，记录24小时内的状态变化。7.4机械安全测试方法：挤压测试采用专用挤压设备，对电池组进行垂直和水平方向的挤压，挤压速度为1mm/s，直至电池组变形量达到规定值，观察电池组的状态。冲击测试采用冲击试验机，以150G的加速度，对电池组的不同方向进行冲击，每个方向冲击3次，观察电池组的结构及电气性能。振动测试采用振动试验机，在12Hz–200Hz范围内进行变频振动，振动加速度为10G，振动时间为3小时，测试过程中监测电池组的电气连接及性能变化。跌落测试根据电池组重量分级，小型电池组从1m高度自由跌落至硬表面（混凝土或钢板），每个面跌落1次，大型电池组按对应重量调整跌落高度，观察电池组的破损及漏液情况。7.5环境安全测试方法：温度循环测试将电池组放入恒温箱中，在-20℃和60℃之间循环，每个温度点保持2小时，循环次数不少于10次，测试结束后验证电池组的电气性能及密封性能。低气压测试将电池组放入低气压箱中，降低气压至11.6kPa，保持2小时，观察电池组的密封性能。高湿度测试将电池组放入恒温恒湿箱中，设置温度40℃、相对湿度90%，保持48小时，测试结束后检查电池组的绝缘性能及外观状态。防护等级测试按照IP54级及以上的要求，进行防尘、防水测试，验证电池组的防护能力。7.6测试合格判定：所有测试项目中，电池组无爆炸、无起火、无漏液、结构无严重破损，电气性能符合本标准要求，且保护装置动作可靠，即为测试合格。若其中任何一项测试不合格，该样品判定为不符合本标准要求，需重新设计、改进后再次进行测试。8标识与警示要求8.1产品标识：储能蓄电池组的外壳应清晰、永久地标注以下信息，标识应耐磨、耐腐蚀，不易脱落，确保在产品全生命周期内清晰可辨。标识内容包括：产品名称、型号规格、额定电压、额定容量、额定能量、制造商名称及联系方式、生产日期及批号、执行标准号（IEC62133-2:2021）、防护等级、阻燃等级。大型储能蓄电池组还应标注电池组的重量、尺寸、安装方向及注意事项；小型储能蓄电池组若为消费者可更换类型，应在包装上注明摄入注意事项（针对纽扣电池）。标识的字体大小应适中，确保远距离可识别，关键信息（如额定电压、额定能量、警示标识）应突出标注。8.2警示标识：储能蓄电池组的外壳及包装上应标注明显的警示标识，警示内容包括：“禁止短路”“禁止过度充电”“禁止明火靠近”“禁止拆卸”“避免高温”“若发生漏液，请勿接触，及时联系制造商”等。警示标识应采用醒目的颜色（如红色、黄色），搭配清晰的图案，确保用户能够快速识别风险。同时，制造商应在产品说明书中详细说明安全警示内容、风险防范措施及应急处理方法，明确告知用户禁止的操作行为，以及异常情况下的应对措施（如起火时的灭火方法、漏液时的处理步骤）。9包装、运输与储存要求9.1包装要求：储能蓄电池组的包装应符合UN38.3标准及相关运输安全要求，包装材料应具备良好的抗震、防冲击、防挤压、防潮性能，能够有效保护电池组在运输过程中不受损坏。包装应采用阻燃材料，防止运输过程中因意外起火引发火灾蔓延。包装内部应采用缓冲材料（如泡沫、海绵等）填充，固定电池组，防止运输过程中发生晃动、碰撞，导致电池组破损、漏液。包装对地绝缘电阻应不小于2MΩ，端子无锈蚀，确保运输过程中的电气安全。纽扣电池的包装不应小到足以符合摄入规的限制，避免误吞食。9.2运输要求：储能蓄电池组在运输过程中，应避免剧烈振动、冲击、挤压，避免阳光直射、雨淋、暴晒，运输环境温度应控制在-20℃~+60℃，避免温度过高或过低导致电池组性能损坏或引发安全隐患。运输过程中，电池组应保持正负极极性正确，避免短路、极性接反。运输过程中遇到的振动、冲击不应引起电池组泄漏、着火或爆炸，模拟运输环境的振动测试应符合本标准7.4条的要求。运输车辆应具备相应的安全防护措施，配备灭火器等应急设备，运输人员应经过专业培训，了解电池组的安全特性及应急处理方法。9.3储存要求：储能蓄电池组应储存在干燥、通风、阴凉的环境中，储存环境温度应控制在0℃~+30℃，相对湿度不超过75%，避免阳光直射、高温、潮湿、腐蚀环境。储存过程中，电池组应保持未充电状态（或半充电状态，具体按制造商要求），定期进行补充充电，防止电池组过度放电导致性能衰减。储存期间，应避免电池组受到机械冲击、挤压，避免正负极短路，避免与易燃、易爆、腐蚀性物品混存。储存期限应符合制造商的规定，超过储存期限的电池组，应进行性能检测，合格后方可投入使用。10质量控制与追溯要求10.1质量控制：制造商应建立完善的质量控制体系，对储能蓄电池组的设计、原材料采购、生产、测试等各个环节进行严格控制。原材料采购时，应严格审核供应商资质，对电极材料、电解液、隔膜、外壳等原材料进行抽样检测，确保符合本标准及相关材料标准的要求。生产过程中，应严格按照生产工艺要求进行操作，加强对关键工序的质量管控，确保产品质量一致性。成品测试时，应按照本标准的测试方法，对每批次产品进行抽样测试，抽样比例不低于3%，测试合格后方可出厂；对于大型储能蓄电池组，应进行全检，确保每台产品符合安全要求。10.2追溯要求：制造商应建立产品追溯体系，为每一批次的储能蓄电池组分配唯一的追溯码，追溯码应标注在产品外壳及包装上。追溯信息应包括：原材料采购信息、生产工艺参数、测试数据、生产日期、批号、销售信息等，确保产品出现安全问题