联合国 TDG 法规第 24 修订版正式发布,新增锂离子 - 钠离子混合电池(Li-Na 混合电池)分类内容。本文就该类电池的分类要点及运输条目划分进行专业解读。
Li-Na 混合电池定义与特性
Li-Na 混合电池是由锂离子电芯与钠离子电芯串联连接而成的电池组。为获取更高能量,亦可先将两类电芯分别并联成模块后再串联。该类电池通过电池管理系统(BMS)对不同电压的电芯进行过充、过放监测与保护。
图 1 Li-Na 混合电池示例
如图 1 所示,混合电池通过特定电路连接实现协同工作,兼顾锂离子电池的高能量密度与钠离子电池的低温适应性优势,预计将在汽车和储能领域广泛应用。鉴于此,专家对其运输分类提出了明确技术要求。
运输分类依据分析
在联合国提案讨论中,各方普遍认可锂、钠离子电池具有高度可比性,主要差异在于钠离子电池可完全放电。由于 Li-Na 混合电池含有锂离子电芯,故无法达到完全放电状态。
从能量密度看,锂离子电池通常为 190~250 Wh/Kg,钠离子电池较低(22~150 Wh/Kg),而 Li-Na 混合电池约为 150~180 Wh/Kg,高于纯钠离子电池。
结论:基于无法完全放电及能量密度特征,Li-Na 混合电池性质更接近锂离子电池,其运输分类应参照锂电池要求执行。
TDG 第 24 修订版对 Li-Na 混合电池运输要求修订如下:
此分类要求与含锂金属和锂离子混合电池的做法保持一致(见 2.9.4 小节(f)条款),即作为电池组元件的电池均应通过 UN38.3 验证。
UN 条目划分规则
本次修订未给 Li-Na 混合电池赋予新的 UN 编号,理由如下:
参考特殊规定 387,同时含有锂金属和锂离子电芯的电池划入 UN 3090 条目运输;同理,Li-Na 混合电池应按整体性质划入UN3480 条目运输。
若赋予新条目,需至少新增 4 个条目(电池本身、与设备包装、装于设备内、车辆及货物运输装置),这将导致运输分类繁琐且无实际意义。
表 1 Li-Na 混合电池适用 UN 条目
注:UN3536 条目运输名称本次修订改为"安装在货运单元中的锂离子电池组",并新增特殊规定 410,明确Li-Na 混合电池应划入锂离子电池相关条目。
此外,UN3166(易燃气体/液体动力车辆或燃料电池动力车辆)条目已明确说明可含有 Li-Na 混合电池。
分类与试验豁免规定
Li-Na 混合电池与锂电池一样,享有特定的分类和试验豁免规定。
(一)分类豁免
本次修订在特殊规定188中引入Li-Na混合电池。满足以下要求的电池组在 TDG 法规中可不受其他限制:
① 电池组额定能量≤100Wh;
② 满足上述第 2.9.4 小节(h)项的三项核心要求;
③ 防止受到损害及短路;
④ 包装件粘贴电池组标记(见图 2);
⑤ 除安装在设备中的电池组外,须通过 1.2m 跌落试验;
⑥ 包件总重不超过 30Kg。

图 2 电池组标记
(二)试验豁免
对比联合国试验手册表 38.3.3 和 38.3.4,锂离子与钠离子电池测试程序基本相同(仅钠离子电池因可完全放电而豁免 T.8 强制放电试验)。Li-Na 混合电池非单体电池,原则上应按锂离子电池要求通过 UN38.3 试验。
针对不超过 100 个生产批次或预生产原型的 Li-Na 混合电池,可等同锂电池援引特殊规定 310,豁免 UN38.3 试验。相应特殊规定 363 和 388 也同步增加了此豁免条款:
表 2 特殊规定修订允许不超过 100 个生产批次或预生产原型的 Li-Na 混合电池豁免 UN38.3 试验
提示:特殊规定 310、363 和 388 同样修订允许不超过 100 个生产批次或预生产原型的钠离子电池豁免 UN38.3 试验,以弥补上一版本新增钠离子电池相关要求的缺漏。
总结与建议
Li-Na 混合电池特指电路连接的电池组,其性质基本等同锂离子电池。因此,其试验要求、分类要求应与锂离子电池保持同步,UN38.3 试验需涵盖电池组及电芯测试。
建议相关行业和企业确保此类混合电池合规通过 UN38.3 测试,严格按照法规规定进行分类及相关豁免申请,以保障运输安全。

