BATT 电池指令 CE 认证，电芯安全挤压测试流程要怎么落地

电池指令（2006/66/EC）是欧盟针对电池和蓄电池的专项指令，主要管控电池中汞、镉、铅的含量限制和回收要求。但电芯安全挤压测试的法规依据并非电池指令，而是UN38.3（运输安全）和IEC 62133-2（产品安全）。电池指令本身不包含机械安全测试的具体条款。对于CE认证中的电池安全评估，须引用IEC 62133-2（或EN 62133-2）作为协调标准，挤压测试是该标准中电芯层面的强制测试项目之一。

挤压测试模拟锂电池在运输堆压、车辆碰撞或机械挤压场景下的安全性。其核心逻辑是：通过刚性挤压板对电芯施加规定的挤压力，观察电芯是否发生起火、爆炸或严重泄漏。通过测试的电芯应能承受挤压而不发生热失控，或在挤压后仅出现可控的变形和轻微泄漏。

一、挤压测试的标准依据与适用条件

挤压测试的标准依据因目标市场和产品类型而异，须在测试启动前明确适用的标准版本和测试条件。

IEC 62133-2（含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和电池组-便携式二次锂电池和电池组的安全要求） 是CE认证中最常引用的电芯安全标准，适用于便携式电子设备（手机、笔记本、平板、电动工具、便携储能等）中的锂离子电芯和电池组。挤压测试条件为：挤压力约13kN，挤压速度约1.5mm/s，挤压终止条件为挤压力达到13kN或电芯电压下降至初始值的1/3或电芯发生短路。挤压头为刚性平面或半圆柱体，具体要求视产品类型和标准版本而定。

UN38.3（联合国危险货物运输建议书-试验和标准手册） 是锂电池运输安全的强制性要求，适用于所有航空和海运运输的锂电池。T6挤压测试是该标准中的强制项目之一。测试条件与IEC 62133-2类似，但判定准则略有不同（更侧重运输过程中的安全性，允许在特定条件下出现少量泄漏但不起火不爆炸）。

GB/T 36276（电力储能用锂离子电池） 是国内储能电芯的挤压测试标准，适用于电力储能系统中的锂离子电池。测试条件与IEC 62133-2基本协调，但在判定准则和样品状态上增加了特定要求（如储能电芯须在100%SOC下测试）。

挤压测试的适用条件：电芯须在满荷电状态（100%SOC）下进行测试（因为满荷电状态电芯能量最高，热失控风险最大）。软包电芯、圆柱电芯和方形电芯均适用，但挤压方向和挤压头的选择因电芯形状而异——圆柱电芯横向挤压，方形电芯面挤压，软包电芯面挤压。

二、挤压测试的落地流程

挤压测试的落地须从样品准备到报告出具形成完整的闭环流程，每一步都须严格执行标准要求。

第一步：标准确认与测试方案制定

• 确认产品适用的标准版本（IEC 62133-2的现行版本、UN38.3的现行版本）

• 确认挤压测试的判定准则（无起火/无爆炸，允许的泄漏量）

• 确认电芯的SOC状态（100%SOC，须在测试前完成充放电循环）

• 确认样品数量（通常每个型号至少5个电芯，须以适用标准中的抽样要求为准）

第二步：样品准备与预处理

• 从同一批次中抽取规定数量的电芯

• 在标准环境（23±2℃）中进行至少3次完整的充放电循环，确认电芯容量稳定

• 将电芯充电至100%SOC，搁置至少4小时（使电芯内部达到电化学平衡）

• 测量并记录电芯的初始开路电压、内阻和厚度

第三步：挤压测试执行

• 将挤压头安装至挤压试验机（平面挤压板或半圆柱挤压头，取决于适用标准和电芯类型）

• 将电芯放置在挤压平台上（正负极朝上，挤压方向为电芯宽面或侧面）

• 启动挤压试验机，以规定的速度施压（通常1.5mm/s）

• 持续监测挤压力、电芯电压和表面温度

• 当挤压力达到13kN或电芯电压下降至初始值的1/3时停止挤压

• 保持挤压力30秒（IEC 62133-2）或1分钟（UN38.3），观察电芯状态

第四步：测试后的观察与记录

• 在挤压后持续观察电芯至少1小时（或按标准要求的时间）

• 观察电芯是否起火、爆炸、冒烟或严重泄漏

• 测量电芯在挤压后的开路电压、内阻和厚度变化

• 记录挤压过程中的力-位移曲线、电压-时间曲线和温度-时间曲线

第五步：判定与报告

• 合格判定：挤压测试过程中无起火、无爆炸，允许少量泄漏但不得导致电芯壳体破裂（或按标准的具体条款判定）

• 报告须包含挤压测试的完整数据，并在CE技术文件中存档至少10年（从最后一批产品上市起算）

三、挤压测试的设备与场地要求

挤压测试须在具备防爆设施的专用实验室中执行，以确保测试人员安全和样品失控时的环境安全。

挤压试验机参数：挤压力范围≥20kN（须覆盖13kN的测试要求），挤压速度0.5-2mm/s（可调，常用1.5mm/s），挤压头尺寸和形状须符合标准要求（如IEC 62133-2中平面挤压板的尺寸，UN38.3中半圆柱挤压头的尺寸）。须配备力传感器、电压监测和温度传感器，实时记录关键参数，并在测试过程中全程录像。

安全防护要求：测试在防爆箱内进行，防爆箱须能承受电芯热失控产生的冲击波，配备自动灭火系统或灭火器，并有独立的通风和排烟系统。测试区域须有安全隔离，测试过程中操作人员不得留在防爆箱附近。

四、挤压测试不合格的常见原因与整改方向

挤压测试中电芯起火或爆炸：根本原因是电芯在满荷电状态下内部短路引发热失控。短路可能发生在挤压过程中正负极片直接接触（隔膜被刺穿或撕裂），或挤压导致极片断裂产生尖锐边缘刺穿隔膜。改进方向包括选用更耐挤压的隔膜（如陶瓷涂层隔膜，在挤压中保持结构完整），增加电芯的壳体强度（如增加铝壳壁厚或选用钢壳），以及优化电芯的内部结构设计（减少挤压时的应力集中点）。

挤压测试中电芯严重泄漏（电解液大量喷出） ：根本原因是电芯壳体在挤压中破裂（焊缝强度不足或壳体材料延展性不足）。改进方向包括优化壳体的焊接工艺（增加激光焊接的熔深和熔宽），选用延展性更好的壳体材料（如软包电芯增加铝塑膜的厚度），以及增加电芯的防爆阀（在内部压力超过设定值时定向泄压，防止壳体整体破裂）。

挤压测试中电芯电压下降至初始值的1/3但未起火（合格） ：这是挤压测试的正常结果，表明电芯内部已发生短路但未引发热失控——说明电芯的设计在短路后能有效抑制热失控，通过测试。但须注意电压下降速率——如果电压在挤压开始后数秒内即骤降至0V，短路发生在极短的时间内，可能产生局部热点，仍须通过温度监测确认最高温度是否低于安全阈值。

五、挤压测试在CE认证中的定位

CE认证中，挤压测试是电芯安全评估的一部分，引用标准为EN 62133-2。但EN 62133-2的测试报告不能单独支撑CE认证——须与其他安全测试（温升、过充、过放、短路、热滥用等）和整机安全测试（EN 62368-1或EN 60335-1）整合为完整的技术文件。挤压测试的具体测试方法和判定准则，须以EN 62133-2中引用的版本和条款为准。

对于已通过IEC 62133-2认证的电芯，EN 62133-2的差异测试通常可以简化（IEC和EN标准在技术内容上基本一致），但须确认欧盟官方公报（OJEU）中引用的EN版本与IEC版本的一致性，并准备好独立的EN测试报告用于CE技术文件。挤压测试作为电芯层面的安全验证，须在电芯认证阶段完成，整机认证中通常不重复执行。