[PDF] GB/T 34870.1-2017 - 自动发货. 英文版
| 标准号码 | 美元 | 购买PDF | 工期 | 标准名称(英文版) |
| GB/T 34870.1-2017 | 380 | GB/T 34870.1-2017 | 9秒内发货PDF | 超级电容器 第1部分：总则 |
| 基本信息 | |
|---|---|
| 标准编号 | GB/T 34870.1-2017 (GB/T34870.1-2017) |
| 中文名称 | 超级电容器 第1部分：总则 |
| 英文名称 | Super capacitors - Part 1: General |
| 行业 | 国家标准 (推荐) |
| 中标分类 | K42 |
| 国际标准分类 | 31.060.70 |
| 字数估计 | 23,270 |
| 发布日期 | 2017-11-01 |
| 实施日期 | 2018-05-01 |
| 标准依据 | 国家标准公告2017年第29号 |
| 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 |
GB/T 34870.1-2017
Super capacitors-Part 1: General
ICS 31.060.70
K42
中华人民共和国国家标准
超级电容器 第1部分:总则
2017-11-01发布
2018-05-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 使用条件 4
5 分类 4
5.1 概述 4
5.2 按电极分类 4
5.3 按原理分类 4
5.4 按电解质分类 4
6 质量要求和试验 4
6.1 试验分类 4
6.2 试验条件 5
6.3 试验项目 5
6.4 试验方法 7
7 安全要求 17
7.1 外壳连接的安全要求 17
7.2 其他安全要求 17
8 标志 17
8.1 单体 17
8.2 模组 17
8.3 包装箱 18
9 包装、运输与储存 18
9.1 包装 18
9.2 运输、储存与安装 18
10 环境保护 18
10.1 防止化学物质对环境的污染 18
10.2 电磁兼容性 19
10.3 噪声 19
参考文献 20
前言
GB/T 34870《超级电容器》拟分为以下4个部分:
---第1部分:总则;
---第2部分:双电层超级电容器;
---第3部分:混合型超级电容器;
---第4部分:电池电容器。
本部分为GB/T 34870《超级电容器》的第1部分。
本部分按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本部分由中国电器工业协会提出。
本部分由全国电力电容器标准化技术委员会(SAC/TC45)归口。
本部分起草单位:西安高压电器研究院有限责任公司、宁波中车新能源科技有限公司、安徽华威新
能源有限公司、山东精工电子科技有限公司、南通江海电容器股份有限公司、中车青岛四方车辆研究所
有限公司、中国电力科学研究院武汉分院、国网浙江省电力公司绍兴供电公司、西安西电电气研究院有
限责任公司、深圳市三和电力科技有限公司、西安西电电力电容器有限责任公司、惠州亿纬锂能股份有
限公司、合容电气股份有限公司、思源电气股份有限公司、厦门法拉电子股份有限公司、江苏雷特电机股
份有限公司、广东电网有限责任公司电力科学研究院、上海皓月电气有限公司、安徽铜峰电子股份有限
公司、上海永锦电气集团有限公司、国网安徽省电力公司电力科学研究院、河北旭辉电气股份有限公司、
国网四川省电力公司电力科学研究院、莱茵技术(上海)有限公司。
本部分主要起草人:贺满潮、阮殿波、元复兴、房金兰、杨恩东、宋文权、倪学锋、王勇、许立志、
江钧祥、赵鑫、贾华、田恩文、陈晓宇、吕韬、闫新育、袁中直、李祥元、刘强、张晋波、刘菁、黄顺达、葛绍志、
徐柏榆、许峰、鲍俊华、赵福庆、王玉平、陶梅、李瑞桂、张宗喜、张腾、施兵。
超级电容器 第1部分:总则
1 范围
GB/T 34870的本部分规定了超级电容器的术语和定义、使用条件、分类、质量要求和试验、安全要
求、标志、包装、运输与储存以及环境保护等要求。
本部分适用于包括双电层、混合型、电池电容等类型的超级电容器。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
IEC 62391-1:2015 电子及电气设备用固定式双层电容器 第1部分:总规范(Fixedelectric
IEC 62576:2009 混合动力电动车用双电层电容器 电特性的试验方法(Electricdouble-layer
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电容 capacitance
贮存电荷的能力。
注:改写GB/T 2900.16-1996,定义2.3.1。
3.2
额定电容 ratedcapacitance
CR
设计电容器时所规定的电容。
注:改写GB/T 2900.16-1996,定义2.3.3。
3.3
超级电容器 supercapacitor
一种电化学储能器件,介于普通电容器和蓄电池之间,其至少有一个电极利用双电层实现储能,在
恒流充电或放电过程中的时间与电压的关系曲线通常近似于线性。在本标准中,“电容器”一词是当不
需要特别强调“超级电容器”时的用语。
3.4
双电层超级电容器 electricdouble-layersupercapacitor
电极采用高比表面积材料作为主要材料,通过极化电解液形成双电层来储能,无法拉第反应,在恒
流充放电过程中的时间与电压的关系曲线近似于线性,最低工作电压为0V。
3.5
混合型超级电容器 hybridsupercapacitor
一极是双电层、另一极是非双电层的不对称型超级电容器。
3.6
采用水系溶液作为电解液的超级电容器。
3.7
采用有机系溶液作为电解液的超级电容器。
3.8
单体 cel
电容器的基本单元,由电极、隔膜、电解质/液、引出端子和外包装构成的组装体。
3.9
模组 module
由两个或两个以上电容器单体及其附件构成的组合体。
3.10
额定电压 ratedvoltage
UR
设计时所规定的电容器的最高工作电压。
3.11
Umin
设计时所规定的电容器的最低使用电压。
3.12
储存能量 storageenergy
电容器自额定电压起所储存的能量。
3.13
额定能量 ratedenergy
WR
设计时所规定的电容器的储存能量。
3.14
质量能量密度 massenergydensity
Edm
额定能量与电容器质量之比。
3.15
Edv
额定能量与电容器体积之比。
注:电容器的体积由外壳尺寸(不含个别突出部分)测量确定。
3.16
内阻 internalresistance
一个有效电阻,当串联连接于一个理想电容器、其电容值与所探讨的电容器的电容值相等时,在规
定运行条件下,其产生的损耗功率与在电容器内消耗的有功功率相等。
[GB/T 17702-2013,定义3.35]
3.17
RN
设计时所规定的电容器内阻标称值。
3.18
电容器充电至额定电压后,在开路状态下维持电压的能力。
3.19
质量功率密度 masspowerdensity
Pm
电容器单位质量所能输出的功率。
3.20
Pdm
充满电的电容器单位质量所能输出的最大功率。
注:该值通常利用电容器的内阻和额定电压计算得出。
3.21
Pv
电容器单位体积所能输出的功率。
3.22
Pdv
充满电的电容器单位体积所能输出的最大功率。
注:该值通常利用电容器的内阻和额定电压计算得出。
3.23
电容器充电或放电时的电流值。
3.24
泄漏电流 leakagecurrent
保持电容器额定电压所需要的电流值。
3.25
电容器设计时所规定的最高环境温度。
3.26
电容器设计时所规定的最低环境温度。
4 使用条件
海拔不大于2000m。
温度类别为:
a) -40℃~60℃(双电层型电容器);
b) -30℃~55℃(混合型电容器);
c)-20℃~55℃(电池电容型电容器)。
非正常使用条件由购买方和制造方进行协商,非正常使用条件包括以下情况:
---非正常的机械撞击和振动;
---冷却空气中含有腐蚀性和微小颗粒;
---冷却空气中含有尘埃,特别是导电性尘埃;
---爆炸性灰尘或气体;
---油、水蒸气或腐蚀性物质;
---原子辐射;
---非正常储存或运输温度;
---非正常湿度(热带或亚热带地区);
---温度(超过5K/h)或湿度(超过5%/h)过度和快速变化;
---海拔超过2000m;
---超强电磁场;
---密封装置(空气流动性差)。
5 分类
5.1 概述
超级电容器按不同方式可以分为不同的种类。
5.2 按电极分类
按电极分为对称电容器和不对称电容器。
5.3 按原理分类
按原理分为双电层超级电容器和混合型超级电容器等。
5.4 按电解质分类
按电解质类型可分为液体电解质和固体电解质。
6 质量要求和试验
6.1 试验分类
试验分为例行试验和型式试验。
应对每只产品进行例行试验,若有一项或一项以上不合格,则判定该产品为不合格。
当材料、工艺、产品结构或所选用的配套设备有所改变,且其改变有可能影响产品的性能时,应进行
型式试验。在型式试验中,若有一项不合格时,应判定为不合格。
6.2 试验条件
6.2.1 环境条件
除另有规定外,一切测量、试验和恢复均在下列环境中进行:
a) 温度:25℃±5℃;
b) 相对湿度:25%~85%;
c) 大气压力:86kPa~106kPa。
除非制造方和购买方另有协议,当必须校正时,校正时的参考温度为20℃。
如未特别指明,一般应先以制造方规定的电流对电容器进行恒流放电直至其最低工作电压,并在上
述环境条件下放置24h,然后测试电容器的性能,以作为该产品试验后的对比依据(但应使试验前、后
的测试环境保持一致)。
6.2.2 测量仪器、仪表
测量仪器、仪表准确度应满足以下要求:
a) 电压测量装置:准确度不低于0.5级;
b) 电流测量装置:准确度不低于0.5级;
c) 温度测量装置:具有适当的量程,其分度值不大于1℃,标定准确度不低于0.5℃;
d) 计时器:按时、分、秒分度,准确度为±0.1%;
e) 测量尺寸的量具:分度值不大于1mm;
f) 称量质量的衡器:准确度为±0.05%以上。
6.2.3 充放电电流
除另有规定外,本部分充放电电流按恒定电流I选取,方式如下:
a) 混合型电容器:I=5I1 或8C(或制造方提供的不低于5I1 的电流),取其中较大者;
b) 双电层电容器:I=40I1 或66C(或制造方提供的不低于40I1 的电流),取其中较大者;
c) 电池电容器:3C。
注1:C表示电容充放电时电流大小的比率,3C就是3倍电流放电。
注2:模块的测试电流可根据并联数进行倍乘。
注3:I1 电容器1倍率充放电电流,I1=CR× UR-Umin()/3600。
6.3 试验项目
单体试验项目如表1所示。
表1 单体试验项目表
序号 检验项目 条款 例行试验 型式试验 样品数量/只
1 外观及标志检查 6.4.1.1 ● ● 全检
2 外形尺寸及质量检验 6.4.1.2 ● ● 全检
3 电容测量 6.4.1.3 ● ● 全检
表1(续)
序号 检验项目 条款 例行试验 型式试验 样品数量/只
4 内阻测量 6.4.1.4 ● ● 全检
5 最大质量功率密度测量 6.4.1.5 ● 2
6 短路放电试验 6.4.1.6 ● 2
7 电压保持能力试验 6.4.1.7 ● ● 2
8 高温老化试验 6.4.1.8 ● 2
9 高温特性试验 6.4.1.9 ● 2
10 低温特性试验 6.4.1.10 ● 2
11 恒定湿热试验 6.4.1.11 ● 2
12 循环寿命试验 6.4.1.12 ● 2
13 过放电试验 6.4.1.13 ● 2
14 过充电试验 6.4.1.14 ● 2
15 跌落试验 6.4.1.15 ● 2
16 穿刺试验 6.4.1.16 ● 2
17 挤压试验 6.4.1.17 ● 2
18 加热试验 6.4.1.18 ● 2
19 海水浸泡试验 6.4.1.19 ● 2
20 温度循环试验 6.4.1.20 ● 2
21 阻燃烧试验 6.4.1.21 ● 2
模组试验项目如表2所示。
表2 模组试验项目表
序号 检验项目 条款 例行试验 型式试验 样品数量/只
1 外观及标志检查 6.4.2.1 ● ● 全检
2 外形尺寸及质量检验 6.4.2.2 ● ● 全检
3 电容测量 6.4.2.3 ● ● 全检
4 内阻测量 6.4.2.4 ● ● 全检
5 极对壳交流电压试验 6.4.2.5 ● ● 全检
6 短路放电试验 6.4.2.6 ● 1
7 电压保持能力试验 6.4.2.7 ● ● 1
8 循环寿命试验 6.4.2.8 ● 1
9 过放电试验 6.4.2.9 ● 1
10 过充电试验 6.4.2.10 ● 1
11 穿刺试验 6.4.2.11 ● 1
12 挤压试验 6.4.2.12 ● 1
表2(续)
序号 检验项目 条款 例行试验 型式试验 样品数量/只
13 振动试验 6.4.2.13 ● 1
14 加热试验 6.4.2.14 ● 1
15 海水浸泡试验 ● 1
16 温度循环试验 ● 1
注:表1和表2中,为减少样品数量,在试验性能满足试验项目要求、制造方允许的情况下,可用进行过非破坏性的
样品进行其他项目试验。
6.4 试验方法
6.4.1 单体试验
6.4.1.1 外观及标志检查
在良好的光线条件下,用目测法检查电容器单体的外观,外壳不得有变形及裂纹,表面平整、干燥,
无电解液溢痕。
用目测法检查电容器单体的标志,标志应清晰完整、准确无误。
6.4.1.2 外形尺寸及质量检验
用量具和衡器检查电容器单体的外形尺寸和质量,符合制造方提供的技术条件。
6.4.1.3 电容测量
6.4.1.3.1 电容
按照如下步骤测试电容器单体的电容:
a) 电容器单体以恒定电流I充电到额定电压UR;
b) 电容器单体以恒定电流I放电到最低工作电压Umin;
c) 重复步骤a)~b)3次,记录电容器电压从额定电压的90%至最低工作电压Umin的放电时间t;
d) 按式(1)计算每次循环电容器单体的电容,取其平均值。
C=I·
0.9UR-Umin
(1)
式中:
C ---电容,单位为法拉(F);
I ---充放电电流,单位为安(A);
t ---充电时间,单位为秒(s);
UR ---额定电压,单位为伏(V);
Umin ---最低工作电压,单位为伏(V)。
电容偏差应不超过额定电容的 ±10%。
6.4.1.3.2 储存能量
按照如下步骤测试电容器单体的储存能量和质量能量密度:
a) 电容器单体以恒定电流I充电到额定电压UR;
b) 恒压30min;
c) 电容器单体静置5s后,以恒定电流I放电到最低工作电压Umin,实时记录电容器电压U 和时
间t波形,重复步骤a)~c)3次;
d) 分别按式(2)、式(3)和式(4)计算电容器单体的储存能量、质量能量密度及体积能量密度,取其
平均值。
W =
I·∫Udt
3600
(2)
Edm=
(3)
Edv=
(4)
式中:
W ---储存能量,单位为瓦时(W·h);
I ---充放电电流,单位为安(A);
U ---电容器电压,单位为伏(V);
Edm ---质量能量密度,单位为瓦时每千克(W·h/kg);
Edv ---体积能量密度,单位为瓦时每立方米(W·h/m3);
t ---放电时间,单位为秒(s);
M ---电容器单体质量,单位为千克(㎏)。
储存能量应为额定能量的80%~120%。
6.4.1.4 内阻测量
按照如下步骤测试电容器单体的内阻:
a) 除非另有规定,电容器用直流电源充电至UR 并保持30min;
b) 除非另有规定,电容器充电后在规定的温度环境中适宜的时间达到热平衡;
c) 电容器的内阻应按照IEC 62576:2009的4.1.1~4.1.4中的规定及下列d)和e)项的规定测量;
d) 除非另有规定,否则测量温度应为25℃±5℃;
e) 电压降特性测量:下降至0.3UR;
f) 电容器的内阻应按照IEC 62576:2009的4.1.6中规定及下列规定计算:
---ΔU3:使用最小方格法应用直线从计算起始电压U1(U1=0.9UR)到计算结束电压U2(U2
=0.4UR)接近于电压降特性。在放电开始时间获得截距(电压值)。ΔU3 是截距电压值
与恒压充电设定值之间的电压差额。
在内阻测量过程中电容器端子间电压-时间特性如图1所示。
说明:
UR ---额定电压,单位为伏(V);
U1 ---计算起始电压,单位为伏(V);
U2 ---计算结束电压,单位为伏(V);
ΔU3 ---电压降,单位为伏(V);
TCV ---恒压充电持续时间,单位为秒(s)。
图1 内阻测量中电容器端子间电压-时间特性
内阻应不大于其标称内阻。
6.4.1.5 最大质量功率密度测量
在按照6.4.1.4中的方法测量得出电容器单体的内阻后,按照式(5)计算电容器单体的最大质量功
率密度。
Pdm=
U2R
4RM
(5)
式中:
Pdm---最大质量功率密度,单位为瓦每千克(W/kg);
UR ---额定电压,单位为伏(V);
R ---内阻,单位为欧姆(Ω);
M ---电容器单体质量,单位为千克(㎏)。
最大质量功率密度应不小于其标称值。
6.4.1.6 短路放电试验
将电容器以恒定电流I充电至额定电压UR,恒压1h,在25℃±5℃条件下放置1h。将超级电容
器经外部短路10min,外部线路电阻应小于5mΩ,记录短路放电电流值和实际电阻。
试验时和试验后,样品应不爆炸、不起火、不漏液。
6.4.1.7 电压保持能力试验
按照如下步骤测试电容器的电压保持能力:
a) 电容器单体以恒定电流I充电到额定电压UR;
b) 电容器单体以额定电压恒压充电30min;
c) 在试验温度条件下开路静置24h后,测量电容器单体的端电压,计算端电压与额定电压的比
值为其电压保持能力。
试验后,电容器两端的电压应不低于额定电压的85%。
6.4.1.8 高温老化试验
将超级电容器在65℃±2℃下,保持额定电压储存1500h,然后在室温下放置24h,测试其电容、
储存能量和内阻,测试值应达到规定值:
---电容不低于初始值的80%;
---储存能量不低于初始值的80%。
至少每周测试一次。
6.4.1.9 高温特性试验
按照如下步骤测试电容器的高温特性:
a) ......
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相关标准: GB/T 11024.4|GB/T 19749.4|GB/T 34865|GB/T 11024.4|GB/T 34870.1-2017|GB/T 34870.1|