【電池篇-鋰電池】環保與安規 (RoHS, UL1642, UL2054, IEC60086, IEC62133, 2006/66/EC, 2013/56/EU, REACH,Perchlorate高氯酸鹽)

Written by OSCAR on 13 4 月, 2018


基本上近十年來因環保意識,屬於比較危害人體嚴重的重金屬的「汞」,用於小型鈕扣(水銀電池)已不復存在,可見許多電池本底包裝都有標榜 0%Hg (0% MERCURY ADDED),甚至也不標了。
鎳電池Ni-Cd(Nickel-cadmium battery)含有「鎘」,於市面部份充電電池的用途還是有,除了便宜其他優點不多,多已漸被鎳氫 /鋰電池給取代。
至於「鉛」…如車用動力電源電瓶的「鉛酸電池」,未來十年仍是市場主流很難消失…因此鉛酸電池「鉛」的含有,短時間應該還很難有便宜且穩定的電池可取代。
小電池(家用鈕扣式或柱式電池)的鉛多已不含有(Pb free),少數電池仍有「低鉛」規格,但比起鉛酸電池的用量算是佔極小比例了!

[環保與法規]

RoHS/WEEE
近年來電子業大家常提歐盟RoHS(EU 2002/95/EC & EU 2015/863) 指令要求,很多人常常在問與調查 :「電池」有沒有符合RoHS?
包含很多大廠採購、品管殊不知『電池芯』是不適用於RoHS條文與列管(屬排外條款),在RoHS 指令說明它並不適用於電池,它是屬於歐盟的「電池、蓄電池、廢電池及廢蓄電池指令」 (2006/66/EC & 2013/56/EU) ,簡單說目前各廠牌大部分「電池芯」雖都有符合RoHS甚至RoHS 2.0但並不適用該條款規範,應該採用以上「電池指令」並符合與要求才是合宜的,但若是電池芯有再加工過(如加上:絕緣收縮膜、線材、焊腳、封組裝),則建議該料件就要針對電池之外的材料宣告並符合RoHS為適宜。

※ RoHS 2.0(2011/65/EU):根據歐盟 RoHS 和 WEEE 指令 FAQ 第七頁 Q1.6 與第二十頁 7.3,電池是 RoHS 和 WEEE 排除、豁免產品。

http://ec.europa.eu/environment/waste/rohs_eee/pdf/faq.pdf

※ RoHS(2002/95/EC):請參考歐盟委員會 WEEE FAQ 中 1.9 之內容。


http://ec.europa.eu/environment/waste/pdf/faq_weee.pdf

 


電池指令 : 歐盟 2006/66/EC 指令(修訂後的指令 : 2013/56/EU):

基於以上電池是不適用ROHS指令的 ….. 因適用電池指令。

在電池第三方檢測報告 ( 如 : SGS ) 中常見的  :「鉛」「鎘」「汞」這三項標準的測試報告,就是電池指令要求的項目,該指令它適用於所有類型的電池組、攜帶型電池、汽車電池和工業電池(AA、AAA、鈕釦型電池、鉛酸蓄電池、可充電蓄電池),規定與限制如下:

Batteries are not regulated under the EU RoHS Directive 2011/65/EU repeals 2002/95/EC. Under the EU Battery Directive, the limits for mercury, cadmium and lead are more restrictive than the RoHS limits.

電池不受歐盟RoHS指令2011/65 / EU廢除2002/95 / EC的管制。 在歐盟電池指令下,汞,鎘和鉛的限制比RoHS限制更嚴格。

以上,針對最嚴格的電池指令 (汞,鎘和鉛限制) …. 在法規邏輯上不可能要求你去符合另一個 “寬鬆” 的法規吧!

在2006/66/EC並有規定,所有電池、蓄電池及電池組均須附有打上交叉的輪狀垃圾桶標誌,需單獨回收(不論裝有電池的電器是否也附有該標誌,如下圖示),電池組標示範圍不可小於最大面積的3%。若電池、蓄電池及電池組小於若干尺寸,則可把標誌印於包裝上,若本體太小無法標示則可在最小包裝或外包裝箱上標示。

EN50419:2005 : 對於垃圾桶標誌中的 a 最小尺寸不要小於 3.3mm。即1.22a>4mm;1.5a>5mm。


電池鎘含量超過0.002%、鉛含量超過0.004%,及汞含量超過0.0005的%電池、蓄電池及鈕扣電池應標示重金屬之化學符號:Cd、Pb或Hg化學符號應印刷於垃圾桶畫叉標示下方。


高氯酸鹽 Perchlorate :  California Code of regulations, Title 22, Division 4.5, Chapter 33

高氯酸鹽是無色無味,易溶於水。許多食物,如牛奶、蔬菜水果、以及一些飲用水源中都曾經發現該成份,它本來就存在於自然界。例如 : 煙火火藥是含有的並會釋放到周遭的環境,因此再透過水經過土壤都可能存在於食物當中。人體過量攝入可能會有風險,但無明確醫學證實有嚴重直接影響,所以目前尚無國際法對對此物質做限制與禁用,部分先進國家則是會在飲用水標準訂定容許值。

針對美國高氯酸鹽 Perchlorate (Cas.7791-03-9)  的法規,一般業界各廠牌的 CR二氧化錳 (Manganese Dioxide) 電池幾乎都含有,那怎辦 ? 目前只有美國加州有要求但無限制使用或不可含有,僅在產品資訊 (如 : PSDS/MSDS) 與手冊中必須要有說明產品中的電池是含有過氯酸鹽 (Perchlorate),以及產品 (電池) 包裝外必須要警語標示。若是如 Panasonic BR/BR-A/ML/VL等系列電池,因即不含有 (電解液成分不同),因此不影響。

以下為Panasonic PSDS參考 :

包裝標示參考 :

如果是銷往美加州之外地區,基本上即不需以上這些標裝標示。

DTSC https://dtsc.ca.gov/perchlorate/

 


加州第65號提案 California Proposition 65(CA.65)

加州於 1986 年通過的第 65 號法案,也稱為「安全飲用水和毒性物質執法法案」 (the Safe Drinking Water andToxic Enforcement Act) ,旨在幫助加州消費 者做出決定,保護自己免受已知會導致癌症、先天性缺陷或其他生殖危害化學物質的影響,同時亦禁止企業將列示清單內之化學物質排放至飲用水中。該提案歷經多次修改,新警示規定(New Warning Regulation)已於 2016 年 8 月 30 日立法通過,並自 2018 年 8 月 30 日起實施。

OEHHA 建立清單法案立法以來,化學物質已快速成長至 900 多項,使得 65 號法案在各方面成為企業必須注意及留心之法案。
https://oehha.ca.gov/proposition-65/proposition-65-list

OEHHA (加州環境健康危害評估辦公室)
https://oehha.ca.gov/proposition-65

CA.65 法案僅適用於加州,加州之外的銷售產品,即便使含有清單內之化學物質,是不需要帶有警告標示。在美國銷售產品的企業,僅在加州銷售的產品上標示警告字語,在別州銷售同樣產品則不需警告標示。目前也未要求企業強制相關商品檢測,屬於企業責任應為而為的範圍。
2016年8月30日,加州65通過了關於《清晰合理的警告標籤》的新修訂案(簡稱新規)。日前新規兩年的過渡期已結束,即自2018年8月30日開始,企業需按照新規標識警告標籤,同時舊規警告標籤作廢。

CA65.對電池製造銷售商影響不大,基本上與ROHS項目與標準近似,按清單來看除了鉛酸電池(含鉛)並無針對單一鋰電池的銷售有所要求,若是您的產品屬E23 (高端電池終端產品和附屬電池終端產品)並含”鉛Pb”…那就要依規定做標示。

根據法案第25602(a)描述了四種警告方法:
1)在產品的每一個展示點提供產品特定的警告標籤,如貨架標籤;
2)產品用任何電子設備向購買者在購買前發出警告,而不應由購買者自己搜尋警告;
3)在產品或包裝上加貼帶“WARNING”的警告標籤(典型表述);
4)提供產品“簡短形式”(On-product)警告標籤。

 


REACH SVHC

ECHA法規最新網址:  https://echa.europa.eu/web/guest/regulations/reach/candidate-list-substances-in-articles

關於 REACH:REACH是《歐盟關於化學品註冊(Reg-istration)、評估(Evaluation)、許可(Au-thorization)和限制 Restriction)的法規》,對進入其市場的所有化學品強制要求註冊、評估和許可,實施安全監控。於2007年起,歐洲化學總署公告高度關切物質(SVHC)清單,每年都會公佈幾批的化學清單項目(截至2019.7.16已經有201項物質)。
比較重點的是:銷往歐盟買賣方都要確認產品中是否含有濃度高於0.1%(w/w)的 SVHC,若其濃度超過 0.1%(w/w)且超過1噸(被生產或被進口成品中每年每家公司),生產者或進口商必須義務性提供該物質的化學名稱及安全使用指南,且通報歐盟化學總署。否則物質不得在歐盟市場中製造、進口、使用。
這個法規要求以往比較有爭議疑惑的是對於「成品」的定義;在 ECHA 公佈的成品中物質規範指引4.0 成品規定以各零部件成品(component article)零件作為計算基準。
因此買方都會要求提供 PSDS或 MCD 等資料,並提供 SVHC 的聲明資料確認是否含有與>0.1%(w/w)濃度。

 

因為很多電池業主99%對於物質、混合物都不清楚,因此在探討電池屬性法規前建議先了解些定義 ~~

********  以下為轉載 [冠准檢測技術有限公司] 新聞資訊  **********

歐盟REACH法規涉及的企業非常廣,無論是物質、混合物還是物品都在REACH法規的管控範圍內。在REACH法規下,對於物質、混合物和物品的應對措施截然不同:物質、混合物需要花費大量的費用進行REACH註冊,而物品則不需要註冊,只需要應對產品有害物質管控即可。因此,準確的判別產品屬於REACH法規下的物質、物品還是混合物,尤其是一些介於物品和混合物之間的產品,業主必須清楚與了解。

REACH法規下物質、混合物和物品的定義:

1、物質 (Substance)指自然存在的或人工製造的化學元素和它的化合物。包括加工過程中為保持其穩定性而使用的添加劑和生產過程中產生的雜質,但不包括任何一種在不影響其穩定性或改變其成分的情況下就可被分離的溶劑。金屬也屬化學物質。

2、混合物 (Mixture)指所有兩種或兩種以上的化學物質的溶液或混合物。合金被歸類為混合物。

3、物品 (Article)指由一種或多種物質和(或)混合物組成的物體。在生產過程中,它被賦予了特定的形狀、外觀或設計,比它的化學成分有更多的最終功能。例如紡織品、汽車、電子晶片、輪胎、膠鞋、不乾膠貼、玩具、PVC洗澡墊、記號筆等。

物質、混合物和物品判定方法:

判定產品到底屬於物品還是混合物,需要從多個方面來判斷。ECHA在最新的指南文件中,給出一系列判定步驟,根據問題的答案來選擇最合適的分類。由於產品種類繁多,無法一一列舉,因此,以下針對有代表性的物品/混合物跨界產品 : 印表機墨盒和電池進行詳細的分析,可以根據這些判別依據,對自己的產品做出準確分類:

產品名稱1:印表機墨盒(功能為把墨粉/墨水印到紙上)

步驟 1:把物質/混合物移除後,這些物質/混合物是否還能發揮預期功能?
是。如果墨粉/墨水被使用到其他列印裝置上,還能繼續發揮功能。

步驟 2:物體主要目的是作為容器還是用於控制釋放相關物質/混合物的載體?
是。墨盒的主要功能就是控制墨粉/墨水的釋放速度。

步驟 3:在物體的使用過程中,物質/混合物被消耗完,是否導致物體無用從而達到生命周期的結束?
是。正常使用過程中會被消耗,墨盒被單獨丟棄。

結論:由於上述三個問題答案都是「是」,所以印表機墨盒屬於容器內的物質/混合物。

產品名稱 3:電池(功能為提供電能)

步驟 1:把物質/混合物移除後,這些物質/混合物是否還能發揮預期功能?
否。在電池外的電解液和電極無法單獨提供電能,放入其他未經特別設計的容器,也無法提供能量,光有容器,沒有電解液也無法發揮功能。

步驟 2:物體主要目的是作為容器還是用於控制釋放相關物質/混合物的載體?
否。電解液和電池在正常使用過程不會釋放出來,容器不具備釋放功能。

步驟 3:在物體的使用過程中,物質/混合物被消耗完,是否導致物體無用從而達到生命周期的結束?
是。電解液在使用過程中會被消耗掉,在使用壽命的最後階段無法提供電能。

由於上述三個問題的答案有2個是「否」,所以加入額外的判定步驟:

步驟 4:物質/混合物被移除,物體不能發揮預期功能?
是。電解液只有在容器中才能提供電能。

步驟 5:產品的主要設計目的是否為控制釋放以外的功能?
是。電池的主要的目的是提供電能。

步驟 6:使用後,物體是否通常和混合物一起被廢棄?
是。當電池被廢棄時,包含其中的混合物。

結論:上述三個問題答案都是「是」,所以電池屬於物品。

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對於電池在REACH中有個重要的定要要先了解 : (參閱REACH 2017 V4.0文件 P16 頁)
第一步就是確認物體是否被視為REACH下的物品…這裡對於物品由設計生產與功能性即有所定義,以及最終被處理的狀況。

當然有些人還是會有疑慮,我們來對照REACH 2017 V4.0新版原文件 :  https://echa.europa.eu/documents/10162/23036412/articles_en.pdf/cc2e3f93-8391-4944-88e4-efed5fb5112c

在文件 P70~74頁 Table 6 (如下) : 對於電池討論與說明混合物品並做結論.

就以上”墨水夾”與”電池”二個物品為例,雖都是容器+混合物,實際上墨水夾是物品(容器/載體)+物質/混合物的組合 combination of an article (functioning as a container or a carrier material) and a substance/mixture;而電池是「整體物質/混合物的物品」article with an integral substance/mixture ,兩者屬性不同。

以上了解有概念後,針對電池 : 

1. 目前大部份的廠牌型號的的鋰錳扣式電池都含有 SVHC  CAS No.110-71-4 物質(少數型號是不含有),一般柱式鹼性與乾電池大多不含有也都符合 SVHC。

2. 但是在REACH法規中,電池類產品大致上可分為兩大類型: (1) 不含有意釋放物質的「物品」,如 : 鋅錳電池、鹼錳電池、扣式一次電池等; (2)「物質/配製品」,如: 電池原材料中的電解液等。前者不受管制,後者則需要受管制並申報。

3. 由於電池屬性特殊,它的能量 (電流/電壓) 是透過二個不同電極材料與電解質中,產生化學變化後才會產生電能。且它是一被動供給的能源物件,這些電池內部元件若分別離開了電池包裝本體,它就沒任何的功能,也無法做任何的特性轉移,當該電池被丟棄會回收時,通常也是一起被處理的,因此被視為「物品」。

4. 但若是電池經後加工 (PACK) 之後,個人認為這些外加的”物料”則都要受REACH的控管與申報。

以上若不是很懂這解釋說明,就簡單說它被視為一個「物品」、「物件」,電解質和其它的化學物質皆為電池的有機組成部分,而且是屬「非有意釋放物質」。因此電池在REACH要求下,不含有「有意釋放的物質」,它就沒有註冊的責任,也就是不適用附錄17的各項物質限制,除非另有特別的要求限制。

我們可以參考以下金鼎 (DURACELL) 的自我宣告的說明 :


以上紅框原文說明 :
根據EC REACH法規(EC1907 / 2006),電池被視為物品,不受REACH註冊要求的約束。 SVHC清單於2017年1月更新,包含173種物質。Duracell鹼性電池不含任何高度關注物質(SVHC)。

以下為法國 SAFT 電池於 MSDS 文件中的說明  :

在MURATA官網有說明 :
https://www.murata.com/en-us/support/compliance/reach?intcid5=com_xxx_xxx_cmn_hd_xxx
[硬幣型二氧化錳鋰電池]
物件物質在產品內部,通常使用時不會釋放出來。因此,使用時不需要特別的預防措施。廢棄物件產品時,需要按照相關法規,作為舊電池進行回收
[Coin Manganese Dioxide Lithium Batteries]
The substances are bound inside the articles and are not released during regular use. Specific precautions in handling are not required. The articles should be recycled of as used batteries according to the relevant regulations.

日本FDK電池對於REACH的說明 http://www.fdk.com/battery/lithium_e/environment/

結 論 : 諸如鈕扣電池其實在REACH SVHC規定中是屬於排除項目,多數電池它雖含有SVHC但不受管制,只需作聲明即可與提供MSDS即可。

另外在美國 RAYOVAC (Energizer) 鈕扣電池 REACH聲明書也有說 (如下文件連結),它的電池不在歐洲製造與直接銷售,REACH對於RAYOVAC並不具有約束,但它仍提供相關SVHC還有的相關資訊給使用購買者,也提醒在REACH的定義下電池是屬混合物質的成品,對於REACH註冊的要求是不適用的。
https://www.rayovac.com/support/~/media/7B29FBDB044E4A0E800F1CEAE926311E.ashx

因此基本上電池有關有害無質限制/限用的部份,還是回歸EU歐盟的「電池、蓄電池、廢電池及廢蓄電池指令」 (2006/66/EC & 2013/56/EU)  為適當。基本上電池製造商業要宣告符合REACH也是OK (或者說是更好),但若無宣告也不違反REACH,個人覺得重點是 : 買賣方都應該了解認識 “正確的法規適用性“。

 


Battery 電池安全相關標準 (UL1642/UL2054/IEC 60086/IEC 62133/IEC 62368)

電池適用有關的安規
常見電池如:鎳鎘電池的標準為 IEC60285,鎳氫電池的標準是 IEC61436,鋰電池的標準為IEC61951、61960、

62133、62368等等依性質與用途不同其實法規相當多,以下參考為常用的 IEC60086與UL1641、UL2054。

A. IEC 62133 :

範圍 : 含鹼性及其他非酸性電解質之二次單電池及電池組—用於可攜式設備之封裝可攜式單電池及電池組之安全性要求

在IEC 62133  2017 版時將原本 2012版區分兩部份 : IEC 62133-1:2017 (鎳系電池)和 IEC 62133-2:2017(鋰系電池),針對鋰系鈕扣電池而言比較有影響的是 Li-ion 3.6~3.7V系統的電池(例如: 陸製LIR2032),常見的日系廠ML/VL/MT/MS等系列鋰電池多數內阻(I.R)多是 >3 ohm,因此依規定針對”安全性測試”(12個測試項)可不需要做與出CB報告,當然若要付費用去送測取得報告也不是不行,故原廠可以針對單一電池芯作聲明或宣告即可(這類電池也很少有電池組)。

簡單說 :
不可充電的鈕扣電池對應的安規標準是 IEC 60086-4。
可充電的鈕扣電池對應的安規標準是 IEC 62133-2:2017。(PS: IEC 62133:2012標準是不包括鈕扣電池)

IEC 62133-2 2007 (PDF)

B. IEC60086-1(國際電工委員會): 它的適用標準分類如下表。

例如:CR、BR、LR03、LR6等等編號…是國際電工委員會(IEC 60086)對此類電池的標準定義,但如其它款電池:VL、ML、LIR等特殊類型充電式則不在IEC 60086的標準清單之中。所以並非所有電池都符合IEC 60086-1/-2規範,也不見得使用者的選擇都要有IEC 60086-2才可用。就像軍規、工規常用的TADIRAN的TLX-XXXX電池,也不見得都有IEC60086-1~2,但一般鋰電池都會去做IEC60086-4(安全性)的認證比較多。

 

 IEC60086-4 – edition 5 (2019.7發行新版) 有關Button Battery Safety有新的要求 ,為了避免小孩誤食小型電池,依規定要求在電池商 2021.4 生效前 要完成本體與包裝的標示 (如下圖示),。因此下次看到電池出現人型就不要太訝異與奇怪。其實歐系如 VARTA 的電池很早前就已都標示了,只是圖形不太一樣。

歐洲便攜式電池協會  EPBA : New marking and packaging requirements for lithium coin batteries

這個誤食標示的規定是針對所有的鈕扣電池(直徑 <= 32mm),對於以下電池使用與包裝都必須標示 :
1.零售包裝電池 ;
2.電池包裝在設備中 ;
3.消費者可以更換的內置電池裝置

依據 IEC60086-4 Annex F. 規定圖示要 >=6mm,背景應該覆蓋圖片面積的至少>=50%,如 12mm (含) 以下尺寸太小就無法標示,只能標示在包裝上 ( 如吊卡紙板上) 。

 


C. UL1642 (Lithium Battery) & UL2054 (Household and commercial Batteries)
UL是美國保險商試驗所(Underwriter Laboratories Inc.)的簡寫。UL的部份比較複雜,若不是擔任RD、工程師的人看看就好…基本上大部分市售鋰電池工廠都會認證並通過UL1642,這是基本與必須的,尤其是可充式鋰電池。

1. 一般認證UL2054前或同時,都要有UL1642 (基本的),這兩個標準的主要差異為:UL 1642只有針對鋰電池(包含充電或不可充電);UL2054是針對所有商用或是家用電池(含充電或不可充電)。且UL2054主要以移動 (攜帶) 行電源終端的產品,若不屬Battery pack型態、Rechargeable,即便是”家用/商用用途與一次不可充,也應不屬UL2054規範要求 (即不需做UL2054認證)。

2. UL 1642屬零件類標準[RU標誌];UL 2054 [圓UL標誌],可以是「零件類」或「成品類」標準,也因此有通過符合UL2054認證的成本會比較高。

3. 關於UL檢測的差異如下表:

C. 認證申請:
1. UL2054: 電池電芯需先已獲得UL1642認證前提,並提交以下文件資料(多屬電芯之外的周邊元件):
1-1.電池,電芯規格書
1-2.電池關鍵元器件(如MOS, IC, PTC,NTC, PCM,保護裝置等)的規格書,及信息。
1-3.電芯的UL 1642認證文件。
1-4. 塑膠外殼,膠帶,線材,及PCB,等相關的絕緣部件需有UL認證。
2. UL1642:需提供的資料如:電芯、正負極材料、電解液、隔離膜、鋁塑膜或鋁殼等的規格書資料。

D. IEC-62368-1

EN 62368-1 2020+A11 2003 (Ed.3) 的強制實施日將於2020年12月20日到來,該法主要是將由被動安全法規轉到主動防止潛在危險的62368-1,並逐漸取代以往ITE產界常依循的60065與60950-1標準,其中IEC62368-1對鈕扣電池的要求也有相關規定。該法規雖然實行之多年,但對電池業來說算是屬於新規,對於危險性要求也更多。

 

 


以上資訊會適時更新

※若需轉載本圖文,請知會用途(非商業行為)並載明文章出處。

【電池篇-鋰電池】基本認識與產地(CR鋰二氧化錳, BR氟化碳鈕池, 可充電池: VL,ML,LIR)
【電池篇-鋰電池】基本規格與特性(CR鋰二氧化錳, BR氟化碳鈕電池, 可充電池: VL,ML,LIR)
【電池篇-鋰電池】鋰扣式電池品質探討
【電池篇-鋰電池】環保與安規 (RoHS, UL1642, UL2054, IEC60086, 2006/66/EC, 2013/56/EU,REACH)
【電池篇-鋰電池】鋰電池出口貨運運輸規定(SDS/貨物運輸條件鑑定書/UN38.3測試概要+1.2M)

 


4 筆評論/迴響 ↓

  1. apuring表示:

    OSCAR您好~
    謝謝您詳實的分析說明!獲益良多~
    請問【電池篇-鋰電池】鋰扣式電池品質探討 這篇文章的連結?

  2. OSCAR表示:

    這個文章沒還沒空發表。。。。有空我會瀏覽看看內容再發佈~~多謝

  3. chen表示:

    那請問如果是製作電池的原料(物質)要進口歐洲,需要做RoHS檢測嗎

  4. OSCAR表示:

    ROHS主要針對電子電器產品類,以及零組件原材料(理論上不包含電池),若要排除可能需要提出確切完整證明,但REACH也躲不掉,最新的REACH 191項也包含ROHS項目,若被要求提出自我宣告之外的證明,也是要送檢或提供原料的測報.~~個人理解

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