防爆鋰電池認證及標準講解

2025 年 8 月 27 日

範浩博士

技術總監，擁有20年鋰電池研發設計經驗，精通電池結構優化、性能提升及安全技術，在高能量密度電池、防爆電池、長壽命電池開發方面擁有豐富的實際項目經驗，參與並領導了多個大型電池研發及產業化項目。

防爆鋰電池可在危險場所保護您免受爆炸風險的影響。在爆炸性環境中部署電池系統時，您將面臨嚴格的法規要求。 ATEX 和 IECEx 標準定義了鋰電池組的爆炸區域要求。您必須優先考慮所有爆炸性環境中的認證、安全性和合規性，以防止事故發生。

關鍵要點

防爆鋰電池必須符合歐盟的ATEX、全球的IECEx、北美的UL和中國的GB等嚴格認證，以確保危險場所的安全。
遵循嚴格的測試和安全功能，例如過充電保護、電池管理系統和熱控制，以防止火災和爆炸風險。
仔細驗證認證，定期進行品質檢查，並隨時了解法規，以保持合規性並在爆炸性環境中保護您的業務。

第一部分：防爆鋰電池認證

防爆鋰電池必須遵守嚴格的認證和標準，以確保在爆炸性環境中安全運作。您需要了解全球和區域認證系統之間的差異，以便為危險環境選擇合適的鋰電池組。本節將詳細介紹最重要的認證：ATEX、IECEx、UL 和 GB，並解釋它們與鋰電池認證和法規遵循的相關性。

1.1 ATEX 和 IECEx 概述

ATEX 和 IECEx 是針對潛在爆炸性環境中使用的防爆鋰電池最受認可的兩大認證系統。在以下行業部署電池組時，您會遇到這些標準：工業, 基礎建設以及安全性.

請注意： 根據歐盟ATEX法規，任何在歐盟危險場所使用的鋰電池組都必須獲得ATEX認證。 IECEx認證體系獲得國際認可，通常是跨國計畫的首選。

以下是防爆鋰電池ATEX與IECEx認證主要特點的比較：

獨特之處	ATEX認證	IECEx 認證
地區	僅在歐盟具有強制性且合法性	國際認可（澳洲、亞洲、中東等）
法律要求	歐盟境內強制執行	可選但在全球範圍內被廣泛接受
認證格式	歐盟符合性聲明	IECEx管理委員會頒發的符合性證書（CoC）
監管機構	歐盟公告機構	IECEx管理委員會
設備使用	最適合歐盟的運營	跨國合規的首選
互換性	除非有雙重認證，否則適用法律和保險限制	與 ATEX 相同；互換性取決於管轄範圍
遵循的標準	EN 60079	IEC 60079
適用於電池	危險區域的電池必須根據這些標準進行認證，以確保安全	與ATEX相同；適用於作為危險區域電氣設備的防爆鋰電池

根據 ATEX 指令 2014/34/EU 的要求，在歐盟，鋰電池組必須獲得 ATEX 認證。 IECEx 認證在歐盟以外的許多地區被接受，包括澳洲、亞洲和中東。在美國，您需要遵循不同的法規，例如國家電氣法規 (NEC) 和 MSHA，而不是 ATEX。 ATEX 和 IECEx 都要求在爆炸性環境中使用的電池滿足嚴格的安全和性能要求。

1.2 UL標準

在北美，防爆鋰電池的UL標準至關重要。 UL標準著重嚴格的安全測試，對於符合美國法規至關重要。這些標準涵蓋了在爆炸性環境中使用的鋰電池組的火災、電氣和機械風險。

以下是與防爆鋰電池相關的主要 UL 標準摘要：

UL標準	重點地區	與防爆鋰電池的相關性
UL 1642	鋰電池安全要求及預防火災或爆炸風險的測試	直接解決鋰電池防火防爆問題
UL 2054	家用和商用鋰電池應用的安全性	涵蓋與爆炸風險緩解相關的安全使用、處理和儲存
UL 4200A	高性能應用中二次鋰電池的安全性	確保嚴苛環境下的安全，間接支援防爆設計
UL 60086-4	一次鋰電池的安全性和性能	著重預期和可預見用途下的安全操作，降低爆炸風險
UL 1973	固定和動力電池系統的安全	解決電氣安全、熱管理、火災控制和熱失控緩解等對防爆系統至關重要的問題
UL 9540	包括電池和逆變器在內的整個儲能係統的安全性	集電氣、機械、消防安全於一體，支援防爆系統設計
UL 9540A	電池儲能係統熱失控火焰蔓延試驗方法	對於評估和緩解熱失控和火災蔓延至關重要，是防爆安全的關鍵

UL 2054 比國際 IEC 標準包含更多測試和更嚴格的條件。您會發現 UL 標準更加嚴格，尤其是用於產業以及固定式儲能應用。 UL 1973 和 UL 9540A 對於大型電池系統尤其重要，因為它們解決了熱失控和火災控制問題，這對於防爆鋰電池至關重要。

1.3 GB 和區域標準

如果您在中國運營，則必須遵守防爆鋰電池的GB標準。這些標準對於用於儲能係統和電動車（尤其是在危險場所）的電池組是強制性的。

主要國家標準包括：

GB 44240-2024：適用於100kWh以上儲能係統中的防爆鋰電池。該標準涵蓋電池的整個生命週期，包括設計、製造、測試、安裝和回收。要求進行23項特定的安全測試，例如過充、強制放電、針刺和熱濫用。
GB/T 31485-2015和GB/T 31486-2015：重點在於電池模組的安全和電氣性能測試。
GB/T 31467系列：基於ISO 12405，適用於電池組和系統，涵蓋安全測試程序和熱失控預防。
GB/T 31484-2015：專用於電動車動力蓄電池循環壽命測試。
工信部2016年《電動公車安全技術規範》：引進了熱失控和熱傳播的附加測試。

小提示: GB 44240-2024 符合 IEC、UL 和 UN 等國際標準，如果您生產或整合用於出口的鋰電池組，則可以更輕鬆地實現全球合規性。

區域標準與 ATEX 和 UL 等全球標準在法律執行力、分類體系和認證機構方面有所不同。下表總結了主要區別：

認證標準	區域/範圍	分類系統	法律地位	認證機構	重點說明
ATEX	歐洲聯盟	區域 (0,1,2)	歐盟強制要求	歐盟公告機構	採用 EN 60079 標準；僅在歐盟具有法律約束力
上行/調頻	北美	師（1,2）	美國/加拿大強制要求	OSHA/NRTL、FM Global	基於 NEC 500/505；以地區為重點
CSA	Canada	分部	加拿大強制要求	CSA集團	基於加拿大電氣規範 (CEC)
英美特羅	Brazil	基於區域/IEC	巴西強制要求	中國計量科學研究院	IEC 標準的在地化改編
IECEx認證	全球	區域 (0,1,2)	自願但全球認可	IECEx管理委員會	基於 IEC 60079 的協調全球標準；促進多國接受

您必須確保防爆鋰電池符合目標市場的相應認證和標準。這種方法可以確保符合當地法規，並在爆炸性環境中提供最高等級的安全性。

第 2 部分：合規性和安全要求

2.1 測試協議

您必須遵循嚴格的測試協議才能獲得防爆鋰電池組的認證。這些協議可確保您的產品符合最高的安全標準，並能夠承受危險環境中的爆炸風險。 IEC 60079 系列標準，尤其是 IEC 60079-35-1 和 IEC 60079-31，為在爆炸性環境中測試鋰電池設定了全球基準。這些標準重點關注設備（包括鋰電池組）的著火風險、結構和標記。

IEC 60079 下的關鍵測試協議包括：

評估電池結構和充電方法。
防止深度放電和過度充電。
確定溫度等級以防止著火。
熱保護和電子電路的測試。
密封電池的短路耐受電流和故障狀態測試。
爆炸性粉塵環境中外殼的表面溫度限制。

在認證鋰電池組時，也必須考慮 UL 1642 和 IEC 62133。這些標準的範圍和測試重點有所不同。下表重點介紹了它們的主要區別：

獨特之處	UL 1642	IEC 62133
標準型	鋰電池安全標準	鎳電池和鋰電池的國際標準
測試焦點	電池安全：過充、短路、高溫、機械損傷	電池組安全：保護電路、振動、海拔、熱濫用
測試程序	環境、電氣、機械評估	包括振動和海拔模擬在內的綜合測試
市場認可	北美	全球（歐洲、亞洲、其他）
應用類型	消費性電子鋰電池	便攜式充電電池（含電池組）

防爆和環境測試室支援 UL 1642 和 IEC 62133 標準，提供廣泛的溫度和濕度控制。這可確保您的鋰電池組在模擬真實危險（包括熱失控事件和火災）的條件下進行測試。

運輸鋰離子電池時，您必須遵守聯合國38.3該標準涵蓋了鋰電池的空運、海運和陸運。該標準要求進行高海拔模擬、熱循環、振動、衝擊、外部短路、撞擊、過充和強制放電測試。這些測試有助於防止鋰離子電池在運輸過程中起火和爆炸。

2.2 安全特性

鋰電池組的防爆設計需要先進的操作安全功能。 UL 2271 要求提供全面的保護措施，以最大限度地降低危險場所的火災和爆炸風險。您必須將以下安全功能整合到電池組中：

過充保護，防止充電過程中發生故障。
短路保護可安全承受意外短路。
過度放電保護，避免因過度消耗而造成損壞。
電流和電壓限制以維持安全運轉。
電池管理系統 (BMS) 進行即時監控和控制。
機械保護，如防震、防衝擊和防摔。
環境保護包括溫度循環、濕度和抗熱衝擊。
電解液洩漏和耐腐蝕的化學安全測試。
進行擠壓、穿透和強制放電等濫用測試，以防止熱失控。
BMS軟體和硬體的功能安全評估。

您還應該實施以下操作安全功能：

溫度感測器可防止過熱。
電流限制器可避免危險的電湧。
緊急斷開系統，可快速關閉。
物理保護，防止機械損壞。

適當的儲存條件在防爆設計中起著至關重要的作用。鋰電池組應存放在室溫環境下，避免陽光直射，並置於室內，以減少過熱。使用自動灑水系統、防風雨措施和適當的通風來控制火勢並驅散有害氣體。先進的滅火劑，例如 F-500 封裝劑，可以吸收熱能，阻止熱失控，並防止爆炸性廢氣的產生。請務必遵循 NFPA 防火標準，並定期檢查電池是否有損壞或洩漏。

2.3 驗證與選擇

選擇經過認證的防爆鋰電池組需要經過系統的驗證程序。您應遵循以下步驟以確保合規性和安全性：

檢查電池外觀及包裝是否有缺陷，標籤是否清晰（品牌、型號、電壓、容量、生產日期、標準），以及認證標誌。
使用專業儀器測量電池容量。將電池完全充電和放電，確認實際容量在額定值的±5％以內。
透過負載測試評估電壓穩定性。監測放電過程中的電壓變化，確保性能平穩。
評估充放電性能。確認充電時間正常、無異常發熱或冒煙、放電穩定。
透過受控過充和過放電測試驗證安全性能。檢查是否有膨脹、漏液、冒煙、起火或爆炸。
確保所有測試均由具有電氣專業知識的專業人員進行。

為了保持持續合規，您必須：

初步認證後建立工廠品質管制。
維護全面的技術文檔，包括設計細節、BMS 整合和測試報告。
實施持續的品質控制流程來監控生產的一致性。
遵守模擬操作和故障條件的定期測試協議。
諮詢經認可的測試實驗室以獲得指導和重新測試。
隨時了解法規變化，以確保符合防爆鋰電池標準。

UL Solutions、TÜV Rheinland、Intertek 和 SGS 等第三方測試實驗室提供獨立的合規性驗證服務。他們的專業知識和資格認證可協助您進入國際市場，並降低產品故障或召回的風險。

認證費用和時間因地區和標準而異。下表總結了典型的費用：

證書	大約成本範圍（美元）	典型地區/市場	筆記
UL 1642	$15,000起	北美	成本最高，專注於美國/加拿大市場
IEC 62133	$6,000起	歐盟和全球	中等成本，涵蓋廣大的國際市場
UN38.3	$5,000起	交通運輸	運輸安全必需，成本適中
KC	$3,000起	韓國	成本較低，區域要求
WHY	$2,000起	日本	上市區域標準中成本最低
認證機構計劃	$4,000起	多國	價格適中，覆蓋多個國家
CE標誌	變化	EU	根據電池容量可以自行聲明或需要測試