國(guó)際規(guī)則對(duì)鋰電池運(yùn)輸?shù)奶厥庖?guī)定

朱洪坤,陶海華,陳 相,蔣 偉

(上海出入境檢驗(yàn)檢疫局危險(xiǎn)品與包裝檢驗(yàn)鑒定中心,上海 200331)

隨著能量密度的不斷提高,鋰電池的安全問(wèn)題逐漸凸顯出來(lái)。為此,《聯(lián)合國(guó)關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書(shū)——規(guī)章范本》(簡(jiǎn)稱《規(guī)章范本》)給出了鋰電池的 UN編號(hào),分別為UN3090、UN3091、UN3480和 UN3481,并明確規(guī)定了鋰電池作為危險(xiǎn)貨物,采用Ⅱ類(lèi)包裝進(jìn)行運(yùn)輸[1-2]。電池本身的安全性能、功率和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等,都會(huì)對(duì)運(yùn)輸安全造成很大的影響,聯(lián)合國(guó)《規(guī)章范本》對(duì)鋰電池給出了5項(xiàng)特殊規(guī)定。

本文作者對(duì)2011年第17版《規(guī)章范本》中的這些特殊規(guī)定進(jìn)行解讀,分析研究制定的原因及使用時(shí)的注意點(diǎn)。

1 特殊規(guī)定

1.1 特殊規(guī)定188

特殊規(guī)定188為鋰電池及電池組的例外條款。

在實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中,一些能量較小的電池危險(xiǎn)性不很高,且運(yùn)輸量往往很大。為了便于電池的運(yùn)輸,并區(qū)分危險(xiǎn)程度,以便在出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)采取對(duì)應(yīng)的措施,在特殊規(guī)定188中給出了對(duì)這些電池的例外條款。這些電池的運(yùn)輸將不受《規(guī)章范本》其他條款的約束,它們?cè)谔厥庖?guī)定188中被定義為:鋰金屬或鋰合金電池中金屬鋰含量不大于1 g;鋰金屬或鋰合金電池組中金屬鋰含量不大于2 g;鋰離子電池能量不大于20 Wh;鋰離子電池組能量不大于100 Wh。

上述電池雖然能量較小,但仍具有一定的危險(xiǎn)性,對(duì)此,特殊規(guī)定188對(duì)例外運(yùn)輸作了相應(yīng)規(guī)定。

電池本身的安全特性,應(yīng)能保證在運(yùn)輸過(guò)程中可預(yù)見(jiàn)的各種情況下,不會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題。為確保安全性,電池必須通過(guò)與《規(guī)章范本》配套的《試驗(yàn)與標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》中第38.8節(jié)(UN38.3)的所有運(yùn)輸安全測(cè)試。UN38.3測(cè)試只能作為有關(guān)部門(mén)的監(jiān)管手段,只能測(cè)試抽取的樣品。為了保證交付運(yùn)輸?shù)乃须姵氐陌踩|(zhì)量,特殊規(guī)定188還規(guī)定:電池生產(chǎn)企業(yè)必須對(duì)電池質(zhì)量建立管理控制程序,相關(guān)過(guò)程必須保存記錄;必要時(shí),提供監(jiān)管機(jī)構(gòu)查閱。在《規(guī)章范本》的第2.9.4部分,具體規(guī)定了電池生產(chǎn)企業(yè)管理控制程序的內(nèi)容。

例外電池不受《規(guī)章范本》其他規(guī)定的約束,因此不必滿足通常危險(xiǎn)品鋰電池要求的Ⅱ類(lèi)包裝,但不是對(duì)包裝沒(méi)有要求。在特殊規(guī)定188中規(guī)定,例外電池包裝應(yīng)分為內(nèi)、外包裝。電池首先要被內(nèi)包裝完全包裹,避免在包裝中發(fā)生外短路(包括與同一包裝中任何可能引起電池短路的導(dǎo)體接觸);然后,電池應(yīng)裝入符合《規(guī)章范本》第 4.1.1.1、4.1.1.2和4.1.1.5部分規(guī)定的——具有足夠強(qiáng)度的外包裝中。裝有電池的包裝件,必須進(jìn)行1.2 m跌落測(cè)試,測(cè)試后,電池不能損壞;電池與電池之間不能因移動(dòng)而相互接觸;電池不能從包裝件中跌出。單個(gè)的電池包裝件,毛重不能超過(guò)30 kg;當(dāng)鋰電池裝在設(shè)備中一起運(yùn)輸時(shí),必須有相應(yīng)措施,避免電池?fù)p壞或發(fā)生外短路;設(shè)備不應(yīng)在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生意外啟動(dòng)。裝有鋰電池的設(shè)備,應(yīng)裝入由適當(dāng)材料做成的、具有足夠強(qiáng)度的外包裝中,除非設(shè)備可對(duì)電池提供與包裝相同的保護(hù)。

除了上述技術(shù)條件外,在例外條款中運(yùn)輸?shù)匿囯姵?同樣需要對(duì)外告知具有的危險(xiǎn)性。在通常情況下,鋰電池包裝件上,必須標(biāo)明裝有鋰電池或電池組;同時(shí)應(yīng)標(biāo)注:電池包裝件需要小心處理,如包裝損壞可能會(huì)導(dǎo)致起火;如電池包裝損壞,應(yīng)采取的措施,包括必要時(shí)進(jìn)行巡查或重新包裝;且留有相關(guān)信息的咨詢電話。電池在交付運(yùn)輸時(shí),含有上述信息的文件,需一起提交給相關(guān)運(yùn)輸部門(mén)[1-2]。

較小的鋰電池雖然可按照例外條款運(yùn)輸,但仍需要遵守特殊規(guī)定188中規(guī)定的內(nèi)容。目前,有些機(jī)構(gòu)把符合例外電池定義的鋰電池直接劃歸為非危險(xiǎn)品,或經(jīng)UN38.3測(cè)試后劃歸為非危險(xiǎn)品,按普通貨物進(jìn)行運(yùn)輸。這顯然不符合《規(guī)章范本》的要求,為例外鋰電池的運(yùn)輸埋下了安全隱患。

1.2 特殊規(guī)定230和310

特殊規(guī)定230和310均為危險(xiǎn)品鋰電池運(yùn)輸?shù)臈l款。

鋰電池不像其他危險(xiǎn)貨物有著明確的危險(xiǎn)特性,只要按相應(yīng)的包裝和儲(chǔ)存條件進(jìn)行運(yùn)輸,就可保證安全。鋰電池的安全與自身的性能有密切的關(guān)系;同時(shí),裝載方式對(duì)運(yùn)輸安全也有很大的影響。特殊規(guī)定230對(duì)危險(xiǎn)品鋰電池進(jìn)行了相應(yīng)規(guī)定(在《規(guī)章范本》第2.9.4部分進(jìn)行了具體描述)。

首先,與例外鋰電池相比,危險(xiǎn)品鋰電池具有更高的能量、更大的危險(xiǎn)性,更加需要進(jìn)行安全性能的檢測(cè)及生產(chǎn)過(guò)程的控制,因此也需要通過(guò)UN38.3測(cè)試,且生產(chǎn)企業(yè)要有完善的管理控制程序。此外,危險(xiǎn)品鋰電池還需配備安全泄氣裝置,或在正常的運(yùn)輸過(guò)程中,能防止內(nèi)部壓力過(guò)大造成的炸裂。電池內(nèi)部?jī)?chǔ)存有相當(dāng)?shù)哪芰?如果非正常釋放(如內(nèi)短路、外短路、強(qiáng)制放電及過(guò)度充電等),會(huì)使電池發(fā)熱,導(dǎo)致內(nèi)部壓力迅速提高。若無(wú)法及時(shí)將內(nèi)部壓力排出,可能導(dǎo)致破壞性的炸裂,電池在裝載時(shí)必須采取有效措施,防止電池外短路,在并聯(lián)的電池中設(shè)置防止產(chǎn)生反向電流的裝置,避免某些電芯之間的充放電[1-4]。在滿足上述條件的前提下,危險(xiǎn)品鋰電池才能被劃歸為 UN3480、UN3481、UN3090或UN3091中相應(yīng)的條目,作為危險(xiǎn)貨物進(jìn)行運(yùn)輸。

UN38.3測(cè)試需要一定數(shù)量的電池,但實(shí)際上,某些樣品鋰電池要運(yùn)輸?shù)街付ǖ膶?shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試,但數(shù)量少,無(wú)法滿足要求。對(duì)此,特殊規(guī)定310規(guī)定,數(shù)量少于100只的電池或電池組,或用于測(cè)試的設(shè)計(jì)原型電池,可不通過(guò)UN38.3測(cè)試。此時(shí)的電池處于設(shè)計(jì)研發(fā)階段,危險(xiǎn)性很難確定,因此特殊規(guī)定310加嚴(yán)了對(duì)包裝的要求。樣品鋰電池不能使用通常危險(xiǎn)品鋰電池要求的Ⅱ類(lèi)包裝,而需采用金屬、塑料及膠合板圓桶,或金屬、塑料及原木箱子作為外包裝。這些包裝必須符合《規(guī)章范本》中Ⅰ類(lèi)包裝的要求,每只電池或電池組只能單獨(dú)包裝,包裝需分內(nèi)、外包裝,并填充阻燃、絕緣的襯墊材料。為方便樣品電池的測(cè)試,特殊規(guī)定310免去了UN38.3測(cè)試,但為了保證運(yùn)輸安全,包裝要更嚴(yán)格[1,5]。

1.3 特殊規(guī)定348和360

特殊規(guī)定348和360分別為鋰離子電池或電池組瓦時(shí)(Wh)數(shù)標(biāo)注和鋰電池動(dòng)力汽車(chē)運(yùn)輸?shù)臈l款。鋰離子電池或電池組的Wh數(shù)可使運(yùn)輸及使用過(guò)程中的相關(guān)人員了解能量大小,以采取相應(yīng)的防護(hù)措施。特殊規(guī)定348要求:2011年12月31日后生產(chǎn)的鋰離子電池組,在外殼上必須標(biāo)明電池組的Wh數(shù)。電動(dòng)汽車(chē)從機(jī)械結(jié)構(gòu)到運(yùn)輸數(shù)量等,與其他含有電池的設(shè)備相比,都存在特殊性。為滿足電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)輸需求,特殊規(guī)定360規(guī)定:采用鋰金屬電池組或鋰離子電池組作為動(dòng)力的純電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)輸,適用“UN3171電動(dòng)汽車(chē)”條目,而不再使用UN3091或 UN3481條目[1]。

2 小結(jié)

由于鋰電池的特殊性,運(yùn)輸不僅僅要符合通常危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)囊?在《規(guī)章范本》中對(duì)鋰電池的運(yùn)輸,有相應(yīng)的特殊條款。目前,國(guó)內(nèi)有些檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)這些特殊條款的應(yīng)用還不完善,對(duì)部分鋰電池直接作為非危險(xiǎn)貨物進(jìn)行運(yùn)輸,增加了鋰電池的運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)。建議加強(qiáng)對(duì)鋰電池運(yùn)輸安全的監(jiān)管,在確保運(yùn)輸安全的同時(shí),促進(jìn)鋰電池行業(yè)的發(fā)展。

[1]ST/SG/AC.10/1/Rev.17,UN Recommendations on the Transport of Dangerous Goods——Model Regulations[S].

[2]ST/SG/AC.10/11/Rev.5/Amend.1,UN Recommendations on the Transport of Dangerous Goods——M anual of Tests and Criteria[S].

[3]Michael D F.Proposed amendments to UN ST/SG/AC.10/11:Transport of Dangerous Goods——Lithium Batteries[J].J Power Sources,1999,80(1):278-285.

[4]TANG Zhi-yuan(唐致遠(yuǎn)),CHEN Yu-hong(陳玉紅),LU Xinghe(盧星河),et al.鋰離子電池安全性的研究[J].Battery Bimonthly(電池),2006,36(1):74-76.

[5]WANG Cai-juan(王彩娟),WEI Hong-bing(魏洪兵),SONG Yang(宋楊).聯(lián)合國(guó)鋰電池運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鋰電池生產(chǎn)的要求[J].Battery Bimonthly(電池),2011,41(5):258-260.