IEC 626192022 含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和蓄电池.工业用二次锂电池和蓄电池的安全要求标准立项发展报告

含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和蓄电池工业用二次锂电池和蓄电池的安全要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SafetyRequirementsforSecondaryLithiumCellsandBatteriesforUseinIndustrialApplications摘要关键词：二次锂电池；工业应用；安全要求；国际电工委员会；电池系统安全；热失控Keywords:Secondarylithiumcells;Industrialapplications;Safetyrequirements;IEC;Batterysystemsafety;Thermalrunaway一、引言（一）标准研制背景全球气候变化议题的持续升温促使各国加速推进能源结构转型，以锂电池为代表的电化学储能技术已成为支撑可再生能源大规模接入、提升能源利用效率的关键技术路径。在工业领域，锂电池的应用已从早期的通信备用电源逐步拓展至电力储能、工业车辆动力、港口机械、矿山设备、轨道交通等多个细分场景。据国际市场研究机构统计，2021年全球工业用锂电池市场规模已突破200亿美元，预计2027年将超过500亿美元，年复合增长率保持在15%以上。与消费类电子产品使用的锂电池相比，工业用锂电池系统通常具有以下显著特征：一是单体电池容量大，往往采用大尺寸方形铝壳或大容量圆柱电芯；二是系统集成度高，由数十至数万个单体电池串并联组成，总能量可达兆瓦时级别；三是运行环境苛刻，可能面临高温、高湿、振动、冲击等复杂工况；四是安全后果严重，一旦发生热失控或火灾爆炸事故，可能造成重大人员伤亡和财产损失。上述特征决定了工业用锂电池不能简单套用消费类电池的安全评价方法和指标要求，亟需建立一套专门的国际安全标准体系。（二）标准研制必要性在IEC62619:2022发布之前，国际层面针对工业用锂电池安全要求的专门标准长期处于空白状态。虽然IEC62660系列标准对电动道路车辆用锂电池的单体安全和性能进行了规定，但其适用范围明确限定于汽车领域，无法覆盖工业应用场景中电池系统的安全评价需求。各主要经济体在工业锂电池安全监管方面做法不一：欧盟通过电池法规（Regulation(EU)2023/1542）对电池可持续性和安全提出综合性要求；美国保险商实验室（UL）发布了UL1973标准，针对储能电池和工业牵引电池的安全进行了规定；我国则通过GB/T36276等国家标准对电力储能用锂离子电池的安全性能提出了要求。这种标准碎片化的局面，不仅增加了跨国贸易的技术壁垒，也给全球范围内的工业锂电池安全监管带来了困难。在此背景下，IEC第21A分技术委员会（IEC/SC21A，碱性或非酸性电解质二次电池和电池组分技术委员会）汇聚全球专家力量，历经多年讨论与修订，于2022年正式发布了IEC62619:2022。该标准为全球工业用二次锂电池和蓄电池的安全评价提供了统一的技术准则，填补了国际标准体系的空白。（三）标准基本信息IEC62619:2022由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）下属的碱性或非酸性电解质二次电池和电池组分技术委员会（IEC/TC21/SC21A）归口管理，于2022年5月24日正式发布，标准状态为现行有效。标准采用英语和法语双语版本，其国际标准分类号（ICS分类）对应为29.220.30（碱性蓄电池）。该标准替代了2017年发布的第一版IEC62619:2017，技术上进行了系统的修订和升级。二、标准范围与核心术语界定（一）标准适用范围IEC62619:2022明确规定了工业用二次锂电池芯（cell）和电池组（batterypack）的安全要求和操作条件，其适用对象涵盖了含碱性或其他非酸性电解质的二次锂电池和蓄电池。具体而言，标准适用于以下工业应用场景中的锂电池：1.固定式应用：包括电信基站备用电源、不间断电源（UPS）系统、电网储能系统、应急照明电源等；2.工业车辆与机械动力应用：包括叉车、自动导引车（AGV）、港口轮胎吊、轨道机车、矿山运输车辆等；3.其他工业场景应用：如太阳能光伏配套储能、工业仪器仪表备用电源等。值得特别关注的是，该标准不适用于电动道路车辆（此类应用由IEC62660系列标准覆盖）以及便携式电子设备用锂电池（由IEC62133系列标准覆盖）。对于储能系统中电池簇和电池舱层级的附加安全要求，标准与IEC63056（含碱性或其他非酸性电解质的电芯和电池组-用于储能系统的电芯和电池组的安全要求）形成补充配套关系。对于固定式应用场景中电池系统的安装和防护要求，标准与IEC62485-5（固定式应用二次电池安装的安全要求-锂电池）建立了技术衔接。（二）核心术语界定标准对以下关键术语进行了规范定义，为安全评价工作提供了统一的技术语言：-电芯（cell）：将化学能直接转化为电能的最小完整单元，包含电极、电解质、隔膜、外壳和端子等必要部件；-电池组（batterypack）：由至少一个电芯和必要的电路、结构件、热管理组件等构成的能量存储单元，可包含电池管理系统（BMS）；-电池系统（batterysystem）：由电池组及其附属的控制、保护和热管理子系统组成的完整功能单元；-热失控（thermalrunaway）：电芯内部放热连锁反应导致电芯温度急剧升高，并可能伴随起火、爆炸等破坏性后果的现象；-滥用（abuse）：超出制造商规定的正常使用条件，可能导致电池性能衰减或安全性能下降的外部条件或操作。上述术语定义与国际电工词汇（IEV,IEC60050系列）保持协调一致，为跨标准、跨领域的统一理解奠定了基础。三、标准核心技术内容分析IEC62619:2022的技术内容覆盖了从电芯到电池组/系统的完整安全评价链条，主要包含以下核心模块：（一）电芯级别的安全要求标准对工业用电芯规定了全面的安全试验要求，涵盖电芯在正常使用和可预见的误用条件下的安全性能验证。试验项目主要包括：1.电性能安全试验：包括持续低速率充电试验、过充电试验（外部电压强制充电）、过放电试验等，用于评价电芯在电气滥用条件下的安全性。其中，过充电试验按照制造商规定的最大充电电流和电压持续充电至规定倍率，通过电芯是否发生起火、爆炸来评判其安全耐受能力。2.机械安全试验：包括振动试验、冲击试验、挤压试验（压碎试验）、跌落试验等，模拟电芯在运输、搬运、安装和运行过程中可能遭受的机械滥用场景。挤压试验要求以规定速度对电芯施加挤压力直至达到设定条件，考察电芯在结构变形条件下的安全表现。3.热安全试验：包括高温贮存试验、热冲击试验、温度循环试验等，评价电芯在极端温度环境下的安全性能。4.环境安全试验：包含低气压试验（模拟高海拔运输环境）、外部短路试验、异常充电试验等，覆盖电芯在非正常但可预见场景中的安全表现。（二）电池系统级别的安全要求相较于第一版标准仅侧重于电芯安全，IEC62619:2022显著强化了电池组和电池系统层面的安全要求。这一定位调整科学地反映了工业锂电池安全风险不仅来源于电芯自身缺陷，更可能来源于系统集成设计、管理控制逻辑和运行环境等多维度因素。在电池系统层面，标准重点规定了以下安全要求：1.系统功能安全要求：要求电池系统在设计上具有过充电保护、过放电保护、过流保护、过热保护等基本安全功能，其中过充电保护和过流保护要求采用双重保护设计（即除电池管理系统外，还需配备独立的保护装置）。双重保护的设计逻辑在于，单一保护机制可能在故障状态下失效，冗余设计可显著降低安全风险。2.电池管理系统（BMS）安全要求：对BMS的电压监测精度、电流测量精度、温度监测功能、绝缘电阻监测功能、均衡管理功能和故障诊断与上报功能提出了明确要求。BMS作为电池系统的“大脑”，其可靠性和准确性直接关系到系统整体安全水平，因而BMS的硬件设计和软件逻辑均需经过严格的验证程序。3.系统级滥用试验：包括系统级过充电试验、系统级外部短路试验、系统级机械冲击试验等，验证电池系统在实际运行工况下的安全性能。4.热蔓延防护要求：标准要求电池系统在单个电芯发生热失控时，不应导致热蔓延至整个电池系统（即不引发系统级的热失控连锁反应），除非系统设计时已明确允许热蔓延并在风险评估中充分论证了其安全性。这一要求体现了从“电芯级安全”向“系统级安全”的理念转变，对电池系统的热隔离设计、防火阻燃设计提出了更高的技术要求。（三）与安全相关的操作要求和运输安全IEC62619:2022对工业锂电池的运输安全给予了专门关注。锂电池在运输过程中可能遭遇振动、冲击、温度剧烈变化、低气压等不利条件，且运输环节往往缺乏专业人员的实时监控，因此运输安全试验具有重要的实践意义。标准对工业锂电池在运输过程中的安全提出了明确要求，包括包装设计、标识标记、运输试验条件等。这些要求与联合国《关于危险货物运输的建议书—试验和标准手册》（UNManualofTestsandCriteria）以及国际民用航空组织（ICAO）和国际海事组织（IMO）的相关运输危险货物规定保持协调一致。此外，标准还规定了与安全相关的操作条件，包括使用环境温度范围、充放电电流限制、贮存条件要求等，并明确要求制造商在技术文档中充分披露上述信息，为用户的安全使用提供明确指南。（四）与相关标准的衔接IEC62619:2022是IEC/SC21A框架下工业锂电池安全标准体系的核心标准之一，在体系定位上具有“母标准”的性质。为满足不同应用场景的差异化需求，IEC/SC21A还发布了若干与之配套的专业应用标准。其中，IEC63056专门针对储能系统用锂电池提出安全补充要求，其安全试验框架与IEC62619保持一致，在此基础上根据储能应用的特殊工况（如长时间浮充、频繁的浅充浅放循环等）增加了具有针对性的试验项目和判据。IEC62485-5则聚焦于固定式应用二次锂电池的安装安全，涉及电池系统的布置间距、通风条件、消防设施、监控报警等方面的技术规定，与IEC62619形成“电池安全+安装安全”的全链条覆盖。此外，IEC62619:2022与IEC62660系列（电动道路车辆用锂电池安全标准）在电芯安全试验方法上保持最大程度的兼容和协调，便于电芯制造商同时面向多个应用领域进行产品开发和认证。四、主要修订内容及其技术进展作为第二版标准，IEC62619:2022相较于IEC62619:2017进行了系统性的技术修订。以下从技术发展和标准协调两个维度进行阐述。首先，标准在术语和定义方面进行了系统更新。随着IEC63056等新标准的发布，多个相关标准之间的术语定义需要保持一致。IEC62619:2022对“电池系统”“电池管理系统”“热失控”等核心术语的定义进行了修订和优化，使其更加精确并与体系中的其他标准保持协调一致，有助于消除因术语定义不一致而产生的技术争议。其次，标准拓宽了适用范围。第一版标准主要聚焦于固定式应用场景，而第二版标准明确将工业车辆动力电池（如叉车、AGV等）纳入适用范围，并相应新增了针对工业车辆应用特点的安全要求和试验方法，如模拟工业车辆运行工况的振动试验和冲击试验条件。再次，标准增加了绝缘耐压试验等新的试验项目。绝缘耐压试验用于验证电池系统在高压条件下的电气绝缘性能，这一试验项目对于高电压等级的工业电池系统（通常系统电压可达400V至1500V）具有重要的安全评价意义。此外，标准还对部分原有试验方法进行了细化完善，如调整了振动试验的频率范围和加速度幅值，优化了挤压试验的施加方式和终止条件，使试验方法更加规范、可操作。从标准协调层面来看，IEC62619:2022在起草过程中充分考虑了与联合国危险货物运输规章范本（UNRTDG）、全球化学品统一分类和标签制度（GHS）等国际法规文件的协调。尤其是在电池运输安全要求方面，标准与UNManualofTestsandCriteria第38.3小节的试验要求保持了紧密衔接，避免了标准间的冲突和重复。五、主要起草单位介绍IEC62619:2022由国际电工委员会第21A分技术委员会（IEC/SC21A）组织制定。IEC/SC21A是IEC体系中负责碱性或其他非酸性电解质二次电池标准化工作的核心技术机构，其秘书处长期由日本工业标准调查会（JISC）承担。该分技术委员会汇聚了来自全球各主要工业国家的标准化专家，涵盖电池制造商、系统集成商、检测认证机构、科研院所和终端用户等多个利益相关方。在本标准的制修订过程中，中国作为IEC的积极参与方，多家中标委委员单位和行业龙头企业深度参与了工作组讨论和技术文稿编制工作。其中，中国电子技术标准化研究院作为全国碱性蓄电池标准化技术委员会（SAC/TC77）的秘书处单位，在标准草案的国内意见征集、技术试验验证和国际提案协调等方面发挥了重要的组织作用。宁德时代新能源科技股份有限公司、比亚迪弗迪电池有限公司等国内电池龙头企业派出资深技术专家，深度参与了电芯安全试验方法的验证和讨论，尤其是在大容量方形铝壳电芯的过充电试验、热失控蔓延测试等关键技术议题上贡献了重要的试验数据和工程经验。中国电力科学研究院有限公司则在储能电池系统安全评价方面提供了丰富的运行数据和失效分析案例，为标准中系统级安全要求条款的制定提供了有力支撑。此外，中国汽车技术研究中心有限公司在标准与车用动力电池标准（IEC62660系列）的协调衔接方面提出了建设性意见，促进了工业电池标准与车用电池标准之间的技术兼容。六、结论与展望IEC62619:2022的发布实施标志着国际工业用锂电池安全标准化工作进入了一个新的发展阶段。该项标准在系统总结首版标准实施经验的基础上，充分吸纳了近年来锂电池安全技术研究的最新成果，构建了覆盖电芯、电池组、电池系统三个层级的安全评价体系，体现了从单一电芯安全向系统整体安全转变、从定性评价向定量评价转变、从静态试验向动态工况模拟转变的技术发展趋势，为全球工业锂电池的安全设计、生产制造、检测认证和市场准入提供了权威的技术依据，对促进国际贸易便利化、保护消费者安全和生态环境具有重要的积极意义。对于我国而言，IEC62619:2022的发布实施既是挑战也是机遇。一方面，该标准对电池系统级安全设计、功能安全和热蔓延防护等方面提出了更高要求，国内相关企业需要对照标准要求开展差距分析和整改提升工作；另一方面，积极参与IEC标准的制修订工作，有助于我国将具有自主知识产权的先进技术和实践经验纳入国际标准，提升我国在锂电池国际标准化领域的话语权和影响力。未来，随着IEC62619系列标准的持续演进和全球锂电池产业的快速发展，工业锂电池安全标准体系将不断完善，为全球能源转型和绿色低碳发展构筑更加坚实的技术保障基础。参考文献[1]IEC62619:2022,Secondarycellsandbatteriescontainingalkalineorothernon-acidelectrolytes-Safetyrequirementsforsecondarylithiumcellsandbatteries,foruseinindustrialapplications[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2022.[2]IEC62619:2017,Secondarycellsandbatteriescontainingalkalineorothernon-acidelectrolytes-Safetyrequirementsforsecondarylithiumcellsandbatteries,foruseinindustrialapplications[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2017.[3]IEC63056:2020,Secondarycellsandbatteriescontainingalkalineorothernon-acidelectrolytes-Safetyrequirementsforsecondarylithiumcellsandbatteriesforuseinelectricalenergystoragesystems[S].