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| 标准编号 | GB/T 28164-2011 (GB/T28164-2011) | | 中文名称 | 含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组 便携式密封蓄电池和蓄电池组的安全性要求 | | 英文名称 | Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes -- Safety requirements for portable sealed secondary cells, and for batteries made from them, for use in portable application | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K82 | | 国际标准分类 | 29.220.01 | | 字数估计 | 17,152 | | 发布日期 | 2011-12-30 | | 实施日期 | 2012-07-01 | | 引用标准 | GB/T 2900.41-2008; GB/T 22084.1-2008; GB/T 22084.2-2008; IEC 60051-1; IEC 60051-2; IEC 60051-3; IEC 60051-4; IEC 60051-5; IEC 60051-6; IEC 60051-7; IEC 60051-8; IEC 60051-9; IEC 60485; IEC 61438; IEC 61960-2003; ISO/IEC GUIDE 51 | | 采用标准 | IEC 62133-2002, IDT | | 标准依据 | 国家标准批准发布公告2011年第23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 | | 范围 | 本标准规定了在预期的使用和可合理预见的误使用条件下, 含碱性或其它非酸性电解质的便携式密封蓄电池和蓄电池组(不含扣式电池)的安全操作的要求和试验。 | GB/T 28164-2011: 含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组 便携式密封蓄电池和蓄电池组的安全性要求
GB/T 28164-2011 英文名称: Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes -- Safety requirements for portable sealed secondary cells, and for batteries made from them, for use in portable application
ICS 29.220.01
K82
中华人民共和国国家标准
2011-12-30发布
2012-07-01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
前 言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则编写。
本标准等同采用IEC 62133:2002《含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组 便携式密封
蓄电池和蓄电池组的安全性要求》。
本标准做了下列编辑性修改:
a) “本国际标准”一词改为“本标准”;
b) 用小数点“.”代替作为小数点的逗号“,”;
c) 删除国际标准的前言。
本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:
---GB/T 7676(所有部分)直接作用模拟指示电测量仪表及其附件[IEC 60051(所有部分)]。
本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。
本标准由全国碱性蓄电池标准化技术委员会(SACTC77)归口。
本标准起草单位:中国电子科技集团公司第十八研究所、中国电子技术标准化研究所。
本标准主要起草人:刘浩杰、王爱玲、汪艳、孙传灏。
含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和
蓄电池组 便携式密封蓄电池和
蓄电池组的安全性要求
1 总则
1.1 范围
本标准规定了在预期的使用和可合理预见的误使用条件下,含碱性或其他非酸性电解质的便携式
密封蓄电池和蓄电池组(不含扣式电池)的安全操作的要求和试验。
1.2 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。
GB/T 2900.41-2008 电工术语 原电池和蓄电池(IEC 60050-482:2003,IDT)
GB/T 22084.1-2008 含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组 便携式密封单体蓄电
池 第1部分:镉镍电池(IEC 61951-1:2003,IDT)
GB/T 22084.2-2008 含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组 便携式密封单体蓄电
池 第2部分:金属氢化物镍电池(IEC 61951-2:2003,IDT)
IEC 60051(所有部分) 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件
IEC 60485 电子式直流数字电压表和电子式直流模数转换器
IEC 61438 碱性蓄电池和蓄电池组使用中可能存在的危险及对健康的危害 设备生产商及用户指南
IEC 61960:2003 含碱性或其他非酸性电解液质的蓄电池和蓄电池组 便携式锂蓄电池和蓄电池组
ISO/IEC 指南51 安全性方面 标准中包含的方针
1.3 术语和定义
GB/T 2900.41-2008和ISO/IEC 指南51界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
1.3.1
安全
免除了不可接受的风险的状态。
1.3.2
风险
对伤害的一种综合衡量,包括伤害发生的概率和伤害的严重程度。
1.3.3
伤害
对物质的损伤,或对人体健康、财产或环境的损伤。
1.3.4
危险(源)
可能导致伤害的潜在根源。
1.3.5
预期的使用
按供方提供的信息对产品、过程或服务的使用。
1.3.6
可合理预见的误使用
未按供方的规定对产品、过程或服务的使用,但这种结果是由很容易预见的人为活动所引起的。
1.3.7
蓄电池
直接将化学能转化为电能的基本单元装置,包括电极、隔膜、电解质、外壳和极端,并被设计成可充电。
1.3.8
蓄电池组
将一个或多个蓄电池按照电压、尺寸、极端排列、容量和倍率特性连接作为电源使用的组合体。
1.3.9
泄漏
可见的液体电解质的漏出。
1.3.10
泄气
电池或电池组中内部压力增加时,气体通过预先设计好的方式释放出来,以防止破裂或爆炸。
1.3.11
破裂
由于内部或外部因素引起电池壳体或电池组外壳的机械损伤,导致物质暴露或溢出,但没有喷出。
1.3.12
爆炸
电池或电池组的外壳猛烈破裂并且主要成分抛射出来。
1.3.13
起火
从电池或电池组发出火焰。
1.3.14
便携式电池组
用于方便手持的装置或设备中的电池组。
1.3.15
便携式电池
用于组合便携式电池组的电池。
1.3.16
额定容量
制造商标明的电量值C5Ah(安时),即单体电池在规定的条件下经充电、搁置,以0.2ItA的参考试
验电流放电至规定的终止电压时所放出的电量值。
1.4 参数测量公差
相对于规定值或实际值,所有控制值或测量值的准确度应在下述公差范围内:
a) 电压:±1%;
b) 电流:±1%;
c) 温度:±2℃;
d) 时间:±0.1%;
e) 尺寸:±1%;
f) 容量:±1%。
上述公差包含了所用测量仪器的准确度、所采用的测试方法以及测试过程中引入的所有其他误差。
选择模拟仪器可参见IEC 60051(所有部分),选择数字仪器可参见IEC 60485。在任何一份记录结
果的报告中都应提供所使用的测试设备的详细资料。
2 安全性通用要求
蓄电池和蓄电池组的安全性从两种应用条件加以考虑:
a) 预期的使用;
b) 可合理预见的误使用。
电池和电池组的设计和结构应在预期的使用和可合理预见的误使用条件下满足安全性要求。电池
或电池组可以承受使其失效的误用,同时不应产生明显的危害。电池和电池组应在经受预期的使用时
既保证安全性,又在各方面性能上保持持续有效。
本标准中涉及潜在的危险是指:
a) 起火;
b) 爆裂/爆炸;
c) 电池电解液泄漏;
d) 泄气;
e) 外部温度过高而燃烧;
f) 电池组外壳破裂露出内部组成。
通过第4章中的试验检查与2.1~2.6的一致性,并且符合所引用的标准(见1.2)。
2.1 绝缘和配线
正极端与电池组非电接触的外部暴露金属表面间的绝缘电阻在直流500V下应不小于5MΩ。
内部配线及其绝缘特性应足以承受最高的预期电流、电压和温度。内部配线的位置应有足够的空
间,电流通路应保持在两极之间。内部连接的机械完整性应足以适应可合理预见的误使用条件。
2.2 泄气
电池组外壳和单体电池中应加入一个减压装置或具有将过高的内部压力减小至某一值或某个等级
的结构,以防止破裂、爆炸和自燃。如果电池的包装将电池包覆在其中,那么这种包装和包装方式既不
引起电池组正常工作时过热,也不影响压力释放。
2.3 温度/电流管理
电池组的设计应可以防止非正常的温升状态。
注:必要时采取措施在充放电过程中限制电流至安全水平。
2.4 极端触点
在电池组外壳上的极端应有清晰的极性标记。极端触点的尺寸和形状应保证它们可以承受最大的
预期电流。极端外露触点表面应由高机械强度和耐腐的导电材料制成。极端触点的分布应尽量减
小短路的危险性。
2.5 电池组的组装
用于组装电池组的单体电池应具有相匹配的容量,相同的设计、相同的化学体系,并来自同一个制
造商。对于串联单体电池可进行多路输出放电的电池组应组成各自单独的电路以防由非均匀放电引起
的单体电池反极。
2.6 质量计划
制造商应制定一份质量计划,规定原材料、零部件、单体电池和电池组的检验程序,并涵盖每种型号
的电池和电池组的生产全过程。
3 型式试验条件
试验所需单体电池和电池组的数量见表1,试验使用的单体电池和电池组的制造期限不应超过
3个月。除非有特殊规定,试验应在20℃±5℃的环境温度下进行。
注:试验条件仅适用于型式试验,并不表示预期的使用要在这样的条件下进行。同样,3个月的限制是出于连贯性
的考虑引入的,并不表示电池组的安全性会在3个月后有所下降。
4 具体要求与试验
4.1 充电方法
除非本标准另有说明,充电应在20℃±5℃的环境温度下,采用制造商规定的方法进行。
充电前电池组应在20℃±5℃条件下以0.2ItA恒流放电至规定的终止电压。
警告:如果不采取足够的预防措施这些试验方法可能会导致伤害。这些试验必须由有资格和经验
的技术人员在足够的保护措施下进行。
4.2 预期的使用
4.2.1 连续低倍率充电
a) 要求充电不应引起起火和爆炸。
b) 试验充满电的单体电池以制造商规定的电流连续充电28d。
c) 接收标准
• 镍系列电池:不起火,不爆炸。
• 锂系列电池:不起火,不爆炸,不泄漏。
4.2.2 振动
a) 要求
运输中承受振动不应发生泄漏、起火和爆炸。
b) 试验
充满电的电池和电池组按表2的条件和顺序进行振动试验。对蓄电池或蓄电池组施以振幅为
0.76mm(双振幅为1.52mm)的正弦振动。振动频率范围10Hz~55Hz,频率变化速率1Hz/min。从
10Hz~55Hz再返回10Hz,每一个安装位置(振动方向)上的振动时间为90min±5min。振动试验按
下述顺序在3个相互垂直的方向上进行。
步骤1---测量电压确定被测样品处于荷电态。
步骤2~步骤4---按照表2的规定进行振动试验。
步骤5---搁置1h,然后进行目视检测。
c) 接收标准:不起火、不爆炸、不泄漏。
4.2.3 模制壳体承受高温的能力
a) 要求
电池组在高温下使用时内部组成不应暴露。
b) 试验
充满电的电池组放置在适当的高温环境中以评价电池组外壳保持完整的能力。将电池组放在
70℃±2℃ 的鼓风恒温箱中搁置7h,然后取出电池组并恢复至室温。
c) 接收标准
电池组外壳不应发生导致内部组成暴露的物理形变。
4.2.4 温度循环
a) 要求
将电池或电池组反复暴露在低温和高温环境下,不应引起起火和爆炸。
b) 根据下述步骤和图1中的曲线进行试验。
充满电的电池或电池组根据下述步骤在强制通风室中承受温度循环(-20℃,+75℃)。
步骤1:电池或电池组在75℃±2℃的环境温度下搁置4h;
步骤2:在30min内改变环境温度至20℃±2℃并至少保持2h;
步骤3:在30min内改变环境温度至-20℃±2℃并保持4h;
步骤4:在30min内改变环境温度至20℃±2℃并至少保持2h;
步骤5:连续4次重复步骤1~4;
步骤6:在第5个循环后,将电池或电池组搁置7d进行检测。
注:本试验可以在一个可调温的恒温箱或3个具有不同测试温度的恒温箱中进行。
c) 接收标准
不起火、不爆炸、不泄漏。
4.3 可合理预见的误使用试验
4.3.1 一个单体电池的错误安装(只适用于镍系列电池)
a) 要求
在电池组合使用时,一只单体电池的错误安装不应引起起火或爆炸。
b) 试验
本试验评价充满电的单体电池中一只错误安装时的安全性。四只充满电的相同品牌、型号、尺寸和
使用时间的单体电池串联,其中一只电池反极安装。将上述组合外接一只1Ω的电阻直到泄气阀打开
或反接的电池温度恢复至环境温度。另外,也可用稳压电源模拟对反接电池强制放电的情况。
c) 接收标准不起火,不爆炸。
4.3.2 外部短路
a) 要求正负极端短路不应引起起火或爆炸。
b) 试验
两组充满电的电池或电池组分别搁置在20℃±5℃和55℃±5℃的环境温度中。用外部总阻值
不高于100mΩ的电阻将每只电池或电池组短路。满足下列任意条件时即可停止试验:电池或电池组
短路持续24h;外壳的温度下降了最高温升的20%(该条件更快捷)。
c) 接收标准
不起火,不爆炸。
4.3.3 自由跌落
a) 要求
电池或电池组跌落(例如,从长椅上落下)不应引起起火或爆炸。
b) 试验
将充满电的电池或电池组三次从1.0m高度的位置自由跌落到混凝土地面上,以此获得随机方向的冲击。
c) 接收标准
不起火,不爆炸。
4.3.4 机械冲击(碰撞危害)
a) 要求
携带或运输过程中遇到的冲击不应引起起火、爆炸或泄漏。
b) 试验
充满电的电池或电池组采用刚性固定的方法(该方法能支撑电池或电池组所有的固定表面)固定在
试验设备上。在3个相互垂直的方向上各承受一次等值的冲击。至少一个方向垂直于蓄电池或蓄电池组的宽面。
每次冲击按下述方法进行:在最初的3ms内,最小平均加速度为75gn,峰值加速度应在125gn和
175gn之间,试验环境温度为20℃±5℃。
c) 接收标准
不起火、不爆炸、不泄漏。
4.3.5 热滥用
a) 要求
极高温度下不应引起起火或爆炸。
b) 试验
将充满电的电池在室温下稳定后放入一个自然或循环空气对流的恒温箱中。恒温箱以
5℃/min±2℃/min的速率升温至130℃±2℃。保持此温度,10min后停止试验。
c) 接收标准
不起火、不爆炸。
4.3.6 电池挤压
a) 要求
单体电池经受剧烈挤压(例如,在废弃物挤压器中进行处理)不应引起起火或爆炸。
b) 试验
充满电的电池在两个平面间经受挤压。由液压油缸施加一个13kN±1kN的挤压力。挤压以导致
破坏性后果的方式进行。一旦挤压力达到最大或电池电压锐降了初始电压的三分之一,停止挤压。
圆柱型和方形电池在进行挤压试验时,应使其长轴方向与挤压平面平行。为使方形电池宽窄两个
面均经受挤压,应使用两组电池。第二组电池应绕上述试验中的长轴旋转90°进行挤压试验。
c) 接收标准
不起火、不爆炸。
4.3.7 低气压
a) 要求
低气压(例如,在空运过程中)不应引起起火或爆炸。
b) 试验
在20℃±5℃的环境温度下,充满电的电池搁置在真空箱中。真空箱密闭后,逐渐减小其内部压
力至不高于11.6kPa(模拟海拔15240m)并保持6h。
c) 接收标准
不起火,不爆炸,不泄漏。
4.3.8 镍系列蓄电池过充电
a) 要求
以大于制造商规定的电流和时间充电不应引起起火或爆炸。
b) 试验
对放电态的蓄电池或蓄电池组以2.5倍的推荐充电电流进行充电,充入相当于额定容量250%的电量。
c) 接收标准
不起火、不爆炸。
4.3.9 锂系列蓄电池过充电
a) 要求
以长于制造商规定的充电时间充电不应引起起火或爆炸。
b) 试验
蓄电池按IEC 61960:2003放电,然后用不小于10V 的电源以制造商推荐的充电电流Irec充电2.5C5/Irech。
c) 接收标准
不起火、不爆炸。
4.3.10 强制放电
a) 要求
组合中的电池经受反极时不应引起起火或爆炸。
b) 试验放电态的蓄电池以1ItA反向充电90min。
c) 接收标准不起火、不爆炸。
4.3.11 蓄电池防高充电率充电保护(锂系列电池适用)
a) 要求
当充电器故障或并联电池组中电流分配不均时,电池不应引起起火或爆炸。
b) 试验
电池按IEC 61960:2003放电,然后以3倍于制造商推荐的充电电流充电,直至电池充满或电池内
部安全装置在蓄电池充满电前切断充电电流。
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