GB 8897.4-2008 原电池.第4部分 锂电池的安全要求.pdf
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1、ICS 2922010K 82 a园中华人民共和国国家标准GB 88974-2008IEC 60086-4:2007代替GB 88974 2002原电池 第4部分:锂电池的安全要求Primary batteries-Part 4:Safety of lithium batteries20081230发布(IEC 600864:2007,IDT)2010一0301实施丰瞀徽紫瓣訾矬瞥翼发布中国国家标准化管理委员会仅19GB 88974-2008IEC 60086-4:2007目 次前言一引言l范围-2规范性引用文件3术语和定义4安全要求5抽样6检验和要求7安全信息8使用说明9标志-附录A(资料性
2、附录)锂电池安全指南附录B(资料性附录) 用锂电池作电源的电器具设计者指南附录C(资料性附录)关于电池陈列和贮存的附加信息附录D(资料性附录) 本部分与2002年版相比的主要技术性差异参考文献一工,004n坫”拍n毖刖 瞢GB 88974-20081EC 600864:2007本部分的第4章、第5章、第6章、第9章为强制性的,其余为推荐性的。原电池分为以下5个部分:GBT 88971原电池第1部分:总则GBT 88972原电池第2部分:外形尺寸和电性能要求GBT 88973K原电池第3部分:手表电池GB 88974K原电池第4部分:锂电池的安全要求GB 88975原电池第5部分:水溶液电解质电
3、池的安全要求本部分是原电池的第4部分。本部分等同采用IEC 600864:2007K原电池第4部分:锂电池的安全要求(第3版)。本部分与IEC 600864:2007相比,仅做下述编辑性修改:“规范性引用文件”中的引用标准替换为我国相应的国家标准;用小数点符号“”代替小数点符号“,”;用“本标准”代替“本国际标准”;用“本部分”代替“本国际标准本部分”;一删除国际标准中资料性概述要素(包括封面、目次、前言)。本部分代替GB 889742002原电池第4部分:锂电池的安全要求。本部分与GB 88974 2002的主要技术性差异参见附录D。本部分的附录A、附录B、附录c、附录D均为资料性附录。本部
4、分由中国轻工业联合会提出。本部分由全国原电池标准化技术委员会(SACTC 176)归口。本部分主要起草单位:国家轻工业电池质量监督检测中心、福建南平南孚电池有限公司、成都建中锂电池有限公司、吴江出入境检验检疫局、常州达立电池有限公司、力佳电源科技(深圳)有限公司。本部分参加起草单位:武汉力兴(火炬)电源有限公司、广东正龙股份有限公司、广州市番禺华力电池有限公司。本部分主要起草人:林佩云、刘燕、黄星平、吴一帆、王彩娟、徐平国、王建、王传义、黄伟杰、张超明。本部分所代替标准历次版本发布情况如下:GB 88974 2002。GB 88974-20081EC 600864:2007引 言安全的概念与保
5、护人民生命财产不受损害密切相关。本部分规定了锂电池的检验方法和要求。本部分所采用的IEC 600864第3版是在依据IsoIEc导则,同时参考了所有适用的国家标准和国际标准的基础上制定的。锂电池不同于传统的使用水溶液电解质的原电池,因为它们含有易燃物质。因此,在设计、生产、销售、使用和处理锂电池时认真考虑安全性是重要的。基于锂电池的特殊性,作为消费品的锂电池最初是小尺寸和低功率的,而高功率电池被用于特殊工业和军事上。这类电池必须由专业人员进行更换。IECTC 35当时就是在这种背景下起草了IEC 600864的第1版。然而,从20世纪80年代开始,高功率的锂电池开始广泛应用于消费领域,主要用作
6、照相机的电源。随着对高功率电池需求的显著增长,不同的生产厂开始生产高功率锂电池。在这种情况下,IEC 600864第2版中增加了对高功率锂电池的安全要求。本部分(采用IEC 600864第3版)的主要目标是使本部分的锂电池运输检验项目与GB 21966协调一致。附录A是锂电池安全设计指南。附录B是以锂电池作电源的电器具的安全设计指南。附录A和附录B是依据参考文献18、同时考虑了照相机用锂电池的使用经验而制定的。安全就是避免不可接受的风险。没有绝对的安全:风险总是存在的。因此产品、过程或服务只可能有相对的安全。安全就是在“理想的绝对安全”和“满足需求并考虑其他因素”之间寻求最佳平衡点的情况下将风
7、险降低到可以接受的程度。(“满足需求”指产品、过程或服务满足要求;“其他因素”指用户利益、适用性、成本效率和社会公约等因素。)安全会形成不同的问题,因此不可能提出一套适用于所有情况的精确的规定和建议。但是,当明智地遵循“适合时采用”时,本部分将是相当协调的安全规范。GB 88974-2008IEC 60086-4:2007原电池第4部分:锂电池的安全要求1范围本部分规定了锂原电池的检验项目和要求,以保证锂原电池在预期的使用以及可合理预见的误使用情况下安全工作。注:GBT 88972中已标准化的锂原电池应符合本部分中所有适用的要求。不言而喻,本部分也可以用来检测和或保证未标准化的锂原电池的安全性
8、。但是无论属于上述的哪种情况,都不声明或者保证符合(或不符合)本部分要求的电池能够满足(或不能满足)用户的任何特殊用途或需求。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。GBT 88971原电池第1部分:总则(GBT 88971 2008,IEC 600861:2007,MOD)GBT 88972原电池 第2部分:外形尺寸和电性能要求(GBT 889722008,IEC
9、600862:2007,MOD)3术语和定义下列术语和定义适用于本部分。31总锂量aggregate lithium content一个电池中包含的所有单体电池的总的锂含量。32原电池primary battery装配有使用所必需的装置(如外壳、极端、标志及保护装置)的、由一个或多个单体原电池构成的电池。33扣式单体电池button cell总高度小于直径的圆柱形单体电池,形似纽扣或硬币。34单体原电池primary cell按不可以充电设计的、直接把化学能转变为电能的电源基本功能单元。由电极、电解质、容器、极端、通常还有隔离层组成。35单元电池component cell装入一个电池内的单体
10、电池。36圆柱形单体电池cylindrical cell总高度等于或大于直径的圆柱形单体电池。jGB 88974-2008IEC 60086-4:200737放电深度depth of discharge电池放出的容量占额定容量的百分比。38完全放电fully discharge电池放电深度为100时的荷电状态。39伤害harm对人体健康的损伤或危害,或对财产或环境的损害。310危害性hazard造成伤害的潜在源。311预期的使用intended use按供方提供的信息对产品、过程或服务的使用。312大电池large battery总锂量超过500 g的电池。313单体大电池large cell
11、总锂量超过12 g的单体电池。314单体锂电池lithium cell负极为锂或含锂的非水电解质单体电池。315标称电压nominal voltage用来标识某单体电池、电池或电化学体系的一个适当的电压近似值。316开路电压open circuit voltage放电电流为零时电池的电压。317矩形的prismatic描述各面均为矩形的平行六面体形状的电池。318保护装置protective devices诸如保险丝、二极管或其他电气或电子的限流装置,用来切断电流、阻断某个方向的电流或限制电路中电流。319额定容量rated capacity在规定的条件下测得的并由制造商声明的电池容量。320
12、可合理预见的误使用 reasonably foreseeable misuse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。2GB 88974-2008IEC 600864:2007321风险risk对发生伤害的可能性及伤害的严重性的综合衡量。322安全safety没有不可接受的风险。323未放电的undischarged电池放电深度为0时的荷电状态。4安全要求41设计锂电池按其化学组成(阳极、阴极和电解质)、内部结构(碳包式和卷绕式)以及实际形状(圆柱形、扣式、矩形)来分类。在电池的设计阶段就必须考虑各个方面的安全问题,要认识到不同的锂体系、不同的容量和
13、不同的电池结构其安全性有很大的差异。以下有关安全的设计理念对所有的锂电池均适用:a)通过设计防止温度异常升高超过制造商规定的临界值;b) 通过设计限制电流,从而控制电池的温度升高;c) 锂电池应设计成能释放电池内部过大的压力或能排除在运输、预期的使用和可合理预见的误使用情况下的严重破裂。锂电池安全指南见附录A。42质量计划制造商应制定质量计划,规定在生产过程中对材料、零配件、单体电池和电池的检验程序,并在电池生产的整个过程中加以实施。5抽样51 总则按照公认的统计学方法在产品批中抽取样品。52检验样品检验的样品数见表1。用相同的样品按顺序进行检验A至检验E。从检验F至检验M每一项检验都要求用新
14、的电池。注:检验G和检验F两项中选做一项,如何选择取决于哪一项更适合模拟受检电池类型的内部短路表1电池样品数单体电池和由一个单体电池构成的电池 由多个多单体电池构成的电池检验A至检验E的样 未放电的电池 完全放电的电池 未放电的电池 完全放电的电池品数 10 10 48 4。未放电的电池 完全放电的电池检验F至检验G的样 电池不需要进行该检验,但其中的单元电池5(扣式和圆柱形电池) 5(扣式和圆柱形电池)品数 应已先行通过该检验。10(矩形电池) 10(矩形电池)未放电的电池 完全放电的电池 电池不需要进行该检验,但其中的单元电池检验H的样品数不适用 10 应已先行通过该检验。3CB 8897
15、4-20081EC 60086-4:2007表1(续)单体电池和由一个单体电池构成的电池 由多个多单体电池构成的电池检验I至检验K的样 未放电的电池 完全放电的电池 未放电的电池 完全放电的电池品数 5 不适用 5 不适用未放电的电池 完全放电的电池检验L的样品数 不适用5(+15) 不适用50放电深度的电池 75放电深度的电池检验M的样品数 不适用5(+15)6 5(+15)63在检验电池时,除非它们的单元电池或由这些单元电池组成的电池先行检验过,那么被检电池的数量应当这样确定:这些电池中所包含的单元电池的数量至少应等于该检验项目所要求检测的单体电池的数量。示例1:假如检验一个内含2个单元电
16、池的电池,那么检验所需的电池数为5,如果这些单元或由这些单元电池组成的电池先前已检验过,那么所需检验的电池数为4。示例2:假如检验内含3个或更多个单元电池的电池,那么检验所需的电池数为4。括号中是未放电的附加电池。6检验和要求61 总则611检验项目检验项目见表2。表2检验项目检验项目A B C D E F G H I J K L M电池构成 高 热 振 冲 外 重 挤 强 非 自 热 不 过空 冲 动 击 部 物 压 制 正 由 滥 正 放粪型 模 击 短 冲放 常 跌 用 确 电拟 路 击 电 充 落 安电 装堕个 1 。不适 不适 不适多个 不适用 不适用用。 用。 用注:电池构成类型单
17、个:单体电池(cell)或由一个单体电池构成的电池(battery)多个;由多个单体电池(cell)构成的电池(battery)8只适用于CRl7345、CRl5H270和具有卷绕式结构的、有可能发生不正确安装并被充电的相似类型的电池。6只适用于CRl7345、CRl5H270和具有卷绕式结构的、有可能过放电的相似类型的电池。电池不需要进行该项检验,但其单元电池应已通过该项检验。612安全注意事项警示:要采取适当的防护措施,按程序进行检验,否则有可能造成伤害。拟定这些检验项目时,是假定检验是由有资格、有经验的技术人员在采取适当的防护措施下进行的。GB 88974-2008IEC 60086-4
18、:2007613环境温度除非另有规定,检验均在环境温度为(205)下进行。614参数测量误差所有控制值的准确度(相对规定值而言)或测量值准确度(相对实际参数而言)应在以下误差范围内:a)电压:1;b)电流:1;c)温度:士2;d)时间:o1;e)尺寸:土1;f)容量:1。以上的误差由测量仪器、所采用的测量技术以及检验过程中所有其他的误差综合组成。615预放电当检验要求进行预放电时,应采用能获得其额定容量的电阻性负载、或采用制造商规定的电流将受检电池放电至相应的放电深度。616附加电池当检验需要附加电池时,应使用和受检电池同类型的、而且最好是同批次的电池。62检验结果的判定标准621短路电池在检
19、验后开路电压低于检验前开路电压的90的情况。此要求不适用于完全放电态的受检电池。622过热在检验中电池的外壳温度升高到170以上。623泄漏在检验中电池以非设计预期的形式漏出电解质、气体或其他物质。624质量损失在检验中,电池质量的损失量超过表3所给出的质量损失最大极限值。电池的质量损失Amm按下式计算:mm一m-”lI100 m式中:m检验前电池的质量;m。检验后电池的质量。表3质量损失最大极限值电池的质量m 质量损失限(mm)Zm1 g 051 g5 g 01625泄放在检验中,电池通过专门设计的功能部件泄出气体以释放内部过大的压力。气体中可能裹挟着各种物质。626着火在检验中被检电池发出
20、火焰。5GB 889742008IEc 600864:2007627破裂在检验中,由于单体电池的容器或电池外壳的损坏,导致气体排出、液体溢出或固体的喷出,但未发生爆炸。628爆炸在检验中,源自电池任何部件的固体物质穿破如图1所示的金属网罩。电池放在钢板的中央,罩上网罩,该网罩用直径为025 mm的退火铝丝编织而成,网格密度为每厘米(67)根铝丝。八边形的铝丝网罩;钢板。图1网罩示意图63检验及要求一览表本部分规定了锂电池在预期的使用情况下的安全检验项目(检验A至D)和可合理预见的误使用情况下的安全检验项目(检验E至M)。表4检验和要求检验项目代号 项目名称 要 求A 高空模拟 无质量损失、不泄
21、偏、不泄放、不短路、不破裂、不爆炸、不着火B 热冲击 无质量损失、不泄漏、不泄放、不短路、不破裂、不爆炸、不着火预期的使用检验C 振动 无质量损失、不泄漏、不泄放、不短路、不破裂、不爆炸、不着火D 冲击 无质量损失、不泄漏、不泄放、不短路、不破裂、不爆炸、不着火E 外部短路 不过热、不破裂、不爆炸、不着火F 重物撞击 不过热、不爆炸、不着火G 挤压 不过热、不爆炸、不着火H 强制放电 不爆炸、不着火可合理预见的I 非正常充电 不爆炸、不着火误使用检验J 自由跌落 不泄放、不爆炸、不着火K 热滥用 不爆炸、不着火L 不正确安装 不爆炸、不着火M 过放电 不爆炸、不着火用相同的电池依次进行检验A至
22、检验E。检验F和检验G两项中选做一项,由制造商决定哪一项检验更适合模拟相关类型的电池内部短路。注:检验结果的判定标准详见62。GB 88974-2008IEC 600864:200764预期的使用检验641检验A:高空模拟a) 目的模拟低气压环境下的空运。b)检验方法在环境温度下,被检电池在不大于116 kPa的压力下至少放置6 h。c)要求电池在检验中应无质量损失、不泄漏、不泄放、不短路、不破裂、不爆炸、不着火。642检验B:热冲击a) 目的通过温度循环的方法来评价电池的整体密封性能和内部的电连接性能。b)检验方法被检电池在温度为75的环境下至少放置6 h,然后在一40的环境下至少放置6 h
23、。不同温度的转换时间应不超过30 rain。每个被检电池进行10个循环后,在环境温度下至少放置24 h。大电池在检验温度下的存放时间应至少为12 h而非6 h。用做过高空模拟检验的电池来进行该项检验。”矿F。_ 弋 4L土+iL一iJ拄:t130 rain 5tz6 h(对于大电池则为12 h);图形显示的是10次循环中一个循环。图2热冲击步骤c)要求电池在检验中应无质量损失、不泄漏、不泄放、不短路、不破裂、不爆炸、不着火。643检验c:振动a) 目的模拟在运输中的振动。本检验条件基于mAOZ所规定的振动范围。b)检验方法以能如实传递振动但不致电池变形的方式将被检电池牢牢地固定在振动设备的振动
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