GB 8897.4-2002 原电池 第4部分;锂电池的安全要求.pdf
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1、GB 8897. 4 2002 前主口本标准是强制性标准。丰标准等同采用国际电工委员会标准!EC60086-4: 2000(原电池第4部分锤电池安全要求第2版。铿电池问1世以来,以其优良的性能赢得了广大用户的欢迎。它的比能量及优良的低湿性能是其他电化学体系的电池不能相比的。与此同时,铿电池的安全问题也引起了制造厂及用户的关注。本标准是我国第一个涉及鲤(原)电池安全的国家标准,对锤电池在正常使用和合理的可预见误用情况下的性能要求及检测方法作了具体的规定。目的是为了确保鲤电池在生产和使用中的安全。本标准的第6章“试验和要求”是每个型号的鲤电池都必须符合的强制性要求。安全是相对的,本标准不可能对所有
2、滥用惺电池的情况作规定,然而,只要在设汁、生产、使用和处理铿电池的过程中严格执行本标准的规定,钮电池的安全是有保证的。本标准在内容和编排上与!EC60086 4相同,仅在下述方面有所不同。l .对电池生产年月和保质期或失效期的标志稍作改动,以符合我国产品质量法的规定。2.在6.2.2.5的热冲击试验中,增加“在试验时,应采取适当的防护措施,保护电池在低温存放后再回升到室混过程中免受冷凝水的影响”。本标准的附录A、附录日和附录C均为提示的附录。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国原电池标准化技术委员会归口。本标准由轻工业化学电源研究所负责制定。本标准主要起草入2梁根源、林佩云、吴一帆、余章
3、华、徐平国、王建。1211 GB 8897. 4 2002 IEC前言1) !EC (international Electrotechnical Committee,国际电工委员会)是由各国家电工委员会(!EC国家委员会)组成的世界性标准化组织。!EC的宗旨是促进电学和电子学领域里各项标准化问题上的国际合作,为此,!EC除进行其他的活动外,还出版国际标准标准的制定委托给各技术委员会,对所涉及的项目感兴趣的任何!EC国家委员会都可参加制定工作,同!EC合作的国际的、政府的和非政府的组织也可以参加制定工作。!EC与国际标准化组织(ISO)将按两组织间达成的协议所确定的条件紧密合作。2)因为每个技
4、术委员会汇集了对有关技术问题感兴趣的所有国家委员会的代表,因此!EC的正式决定或批准件尽可能地表达所涉及问题的国际多数意见。3)这些正式决定或批准件以出版标准、技术报告、导则的形式推荐供国际应用。在这个意义上,它们被各国家委员会所接受。4)为了促进国际统一,!EC各国家委员会明确承诺在各自的国家标准或地方标准中最大程度地采用!EC标准。!EC标准与相应的国家标准或地方标准之间的任何差异均应在后者清楚地注明。5) !EC从未提供表示其认可的标志方法,对宣称符合!EC某项标准的任何设备概不负责。6)需要注意的是,本国际标准中的某些单元可能属专利内容,IEC不承担确定任何一项或所有此类专利权的责任。
5、721 GB 8897. 4 2002 IEC引言安全的概念与保护人民生命财产不受损害密切相关。本标准规定了铿电池的性能要求和试验方法,根据ISO/IEC导则,并参考各有关适用的国家标准和国际标准的基础上制定本标准。铿电池与其他采用水溶液电解质的普通原电池的不同之处在于它们含有易燃物质。因此,在设计、生产、运输、使用以及处理健电池时采取小心谨慎的预防措施是非常重要的。基于这样的特殊性,起初,民用铿电池以小尺寸、低输出功率为主;也有高输出功率的铿电池,主要作特殊的工业应用,需由技术人员更换电池。!EC 60086-4第1版就是基于以上的情况起草的。f口是从80年代后期起,具有高输出功率的铿电池开
6、始广泛用于民用电池市场,主要用作照相机电源。近几年来,出于民用高输出功率铿电池需求显著增长,许多厂家已开始生产这种型号的铿电池。考虑了上述现状,对第1版进行修订,增加了“高功率健电池的安全标准”,制定了!EC60086 4第2版。安全是避免伤害危险和要求产品性能满足其他条件之间的一种平衡。不可能有绝对的安全,即使是安全度最高的产品,也只能是相对的安全。因此,要在危险性评估和安全判断的基础上来确定产品的安全性。由于安全会引起不同的问题,因此不可能提出套适用于各种情况的严密防范措施和建议。但是,当审慎地以“适合时采用”为基础时,本标准将是合理适用的安全标准。722 中华人民共和国国家标准原电池第4
7、部分:鲤电池的安全要求Primary batteries Part 4 ,Safety of lithium batteries 1 范围CB 8897. 4-2002 idt IEC 60086 4 , 2000 本标准规定了原电池中惺电池的检验方法和性能要求,以保证铿电池在正常使用以及合理的、可以预见的误用情况下安全工作。2 引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示标准均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。!EC 60086 1, J 996原电池第1部分总则3定义本标准采用!EC60086 1中的
8、定义及以下定义(为便于查阅,!EC60086-1中的些定义摘录于下) 3. 1 (原)电池battery (primary) 由一个或多个单体原电池构成的电池,包括外壳、极端和标志。3.2 扣式电池button battery 外形符合!EC60086 1中图2、图3和图4.总高度小于直径的小型圆形电池。3.3 单体(原)电池cell (primary) 二种由化学能直接转换成电能的电源,不可用其他电源对其充电。3.4 民用电池consumer battery 在商业零售市场可购到的电池,这类电池可由使用者自行更换,即更换电池时元需特殊的工具。3. 5 圆柱形电池cylindrical bat
9、tery 外裂符合!EC60086-1 4. 3中的图lA和图lB,总高度等于或大于直径,外形为圆柱形的电池。3. 6放电深度(001)depth of discharge 一个电池放出的容量与额定容量的百分比。3. 7 变形distortion 电池的尺寸变化超过10%。3.8爆炸(电池爆炸)explosion (battery explosion) 电池的任何部分瞬间喷射出固体材料,并被推至离电池25cm以远s3. 9着火fire 电池或电池组分伴有火焰燃烧。3. 10 伤害harm 对人身或财产的损伤和或危害。3. 11 危害性hazard 伤害的潜在源。中华人民共和国国东质量监督检验检
10、瘦总局200202-22批准2003 03-01实施723 GB 8897. 4-2002 3. 12 高J率电池high power battery 室温下能在短时间内输送出其大部分能量的电池。3. 13 工业用电池industrial batt盯阳通常不适用于民用的电池。由于使用和安装时对技能的要求,通常必须由技术人员更换电池。3. 14 指定使用intended use 饺供应者提供的规范和说明书包括宣传材料中所指定的条件使用、处理和维护电池。3. 15 漏液leakage 电解质、气体或其他材料从电池中意外地逸出。3. 16低功率电池low power battery 室温下不能在短时
11、间内输送出其大部分能量的电池。3. 17 标称电压nominal voltage 用来确定原电池电压的一个适当的电压近似值。3. 18 开路电压()CV)open circuit voltage 个电池的外电路没有电流时它的两个极端间的电压。3. 19过热overheating 电池的温度上升超过制造厂规定的温度范围。3.20棱柱形电池prismatic battery 外型不符合!EC60086 1中4.3规定的非圆形电池。3.21 额定容量rated capacity 在有关(适用的)标准规定的条件下测得的并由制造厂或供应者声明的电池容量,有时也称为标称容量。3.22 合理的可预见误用re
12、asonably foreseeable misuse 有可能发生的人为的不按供货方指定的条件使用、处理和维护电池。3-23 危险risk 发生损伤性伤害的可能性及伤害的严重程度。3-24 安全safety 没有不可接受的伤害危险。3-25 泄放venting 设计的释放电池过大的内部压力的方式,以防止发生爆炸。4 安全要求4. 1 设计铿电池按其化学组成(阳极、阴极和电解质)、内部结构(碳包式、卷绕式)、以及实际形状(如2圆柱形、钮扣硬币形和棱柱形)来分类。不同的鲤电池体系、额定容量和电池结构的安全性可能有很大的差异,在电池的设计阶段考虑各个方面的安全性是必要的。以下关于安全的设计概念,对所
13、有的锺电池均适用zu应防止温度异常升高超过生产厂规定的临界值。初限制电流从而控制电池内温度升高。c)应可释放过高的内部压力不适用于低功率的工业用电池)。见附录A,铿电池安全指南。4.2 质量规程生产广应制定质量规程,规定在生产过程中对材料、零配件、单体电池、成品电池的检验程序,并在牛产每种电池的整个过程中加以实施。724 GB 8897. 4 2002 5 抽样按照经认可的质量控制程序在生产的产品批中随机抽取样品注I 丰标准中的许多检验要求样品的预置条件例如预放电或在高温中贮存。2 各型号电池检验时的样品大小和检验条件见丰标准第6章。6 检验和要求6. 1 通则6. 1. 1 安全注意事项警告
14、:这些试验所用的方法,如果不采取适当的防护措施,有可能造成人身伤害。在拟定这些试验时,假定试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实施的。6. 1.2 环境温度除非另街规定,试验应在(20土5)c的条件下进行。6. 1. 3爆炸级别用以下方法量化3.8中定义的爆炸。将被试电池寰于如图1所示的钢板上罩上一个网罩,网罩中心位于电池上方。然后对被试电池实施相关的试验,试验结果用以下两个级别来确定NE z电池未爆炸gNEZ,电池爆炸,但喷出的固体材料未穿过图1规定的网罩。注意:避免短路。网罩应放在另一与试验者隔开的地方,以保证安全。,- ,, -, , , 0 Sm , 注图中网罩(2)为
15、八面体放在铜板()上,铝线直径为O.25 mm,铝线密度为每25.4 n1m内1618根图1网罩6 1. 4 质量损失的确定用下式量化表2定义的质量损失zw一W一质量损失100%式中:w,试验前质量gw,一一试验后质量。质量损失不超过表1中规定的值时,应认为“元质量损失”。表l质量损失限电池质量W质量损失限W罢王1g 0. 5% - . I g5g 0. I% 725 GB 8897. 4 2002 6- 1. 5 预放电试验需要电池预放电(25%、50%、75%或100%)时,被试电池应该用电阻性负载放电至相应深度,电池的额定容量可通过该负载或制造厂规定的电流来确定。6. 1 6 附加电池试
16、验需要附加电池时,附加电池应和被试电池同型号。试验需要附加电池时,包括被试电池在内的串联电池的总数n,可用下式计算:n 12V /U. 当n,二三nmi,时,将n进为最近的十进制整数即得陆。式中u.一个电池的标称电压;n,一一电池总数;n.,.,., 一相应的试验中要求的最小电池数。例1,设最小电池数为nmio 2,被试电池的标称电压U凋3.6 v,计算得n3.33,则”,41 例2设最小电池数为nm;.3,被试电袍的标称电压U”JOV,计算得n=J. 2,则n,=3。6-2 指定使用试验6-2 1 样品、试验顺序和要求图2列出了指定使用试验的顺序和需要样品量,表2给出了要求表2指定使用试验和
17、要求要民用电池求指定使用模拟试验高功率电池低功率电池单体电池电池组NL.NV ,NE 电性能试验Al放电1,. ” NF NL.NV ,NE NL.NV ,NE A2 放电2陪NF NF NW ,ND.NL NW ,ND.NL NW,ND,NL 机械试验B-1振动NV ,NE.NF NV ,NE.NF NV ,NE.NF N曹.ND.NLNW.ND.NL NW.ND.NL B 2 冲击NV ,NE.NF NV ,NE.NF NV ,NE ,NF 热冲击NL.NV.NE NL,NV ,NE NL.NV .NE 环境试验cJ NF NF NF C-2 高温4峰NV ,NE,NF NV,NE,NF
18、高空模拟NW.ND.NL N飞Iv,ND.NL NW,ND,NL C-3 NV ,NE,NF NV ,NE.NF NV,NE,NF 附加要求变形应报告出现的变形并附原因泄放如果电解质在泄放口未打开的情况下在泄放口漏出,应如l为漏液簧不适用NW z无质量损失见6.J. 4) NJ)无变形NI,无漏液NV.元泄放NE.无爆炸NF.无着火726 工业用电池NL.NV .NE NF 晤NW ,ND.NL NV.NE.NF NW,ND NL NV,NE,NF NL.NV .NE NF 提N矶I,ND.NL NV.NE.NF GB 8897. 4-2002 试验电池民用工高功率业t西事单体a组合b用 40
19、 : 60 160 10 6.2.2.3 6.2. I ! :l 0二握动检验士0.8mm按量2町”F忡一“- - 6.2. I ” 10 撞撞跟电1接茬2规定理凉,20C10 62.2.4 f 60C 冲击3ms平均拥遭075X9.8m/s6.2.2.2 6.2.1 j t 未放过电的电池6. 3. 2. I外部短路10 问吨山- 高擅率,20C.!JL . t-. -.国10 叫一 .”“60C !. . - 试瞌蜡草6 2.2.6 。6.2.2.7高空撞撞整理26.2 I 最终幢幢6.2.2.5 - t -撞罪Z她冲击- 48h, 75C, 60h. -20C 62咽1. 重6.3.2.
20、1外部短跑幢验- . 叫“甲归缸”町四”按章2电注不同类型的线表示不同类型的电池。a单体电池巾电池组a图2指定使用试验的样品数和试验顺序727 5.2.2 试验方法5.2.2. 1 电性能试验A1一一放电1a)目的GB 8897. 4-2002 该试验模拟电池的实际应用,每一种型号的电池都应规定限流电阻阻值。b)试验方法通过限流血阻凡,使未放过电的电池放电,放电时间为T,。T, = C. R,/U. 式中, 放电时间gC. 标称容量zu.一标称电压$R, 电阻性负载,其值应选择为z通过其对电池放电时,平均电流与制造厂规定的最大放电电流相同。制造厂规定的最大放电电流应该是在试验过程中,电池内配备
21、的任何保护装置都不应被激活而动作。该试验应在(20士2)c进行,直至放电完全g另外在(60土2)进行独立的试验,直至放电完全。c)要求见表2。6.2.2.2 电性能试验A-2一一放电2a)目的该试验模拟电池用于照相机以及类似的应用。通常规定,在照相机应用试验中,做电流约为lA的脉冲放电试验,当安装了胶卷驱动马达时,则有连续电流流过。b)试验方法从表3选取电阻儿,使未放过电的电池连续放电。表3电阻R,电池型号CR! 7345 CR-P2 2CR5 注:其他型号的电池标准化后该表会被修改或扩充试验应分别在(20士2)下和在(60士2)进行24h。c)要求。见表2.5.2.2.3 机械试验B1 振动
22、a)臼的电但几02. 00 3.90 3.90 该试验模拟运输过程中的振动,试验条件在UN(1995)14 和其他文件中规定。b)试验方法被试电池应经受振幅为O.8 mm(最大位移为1.6 mm)的简单谐振。频率以1Hz/min的速率在10 Hz 55 Hz范围内变化,经过90min 100 min后复原。在电池的三个互相垂直的轴向对被试电池进行试验,对于只有两个对称轴的被试电池,对电池的两个垂直的轴向进行试验。未放过电的和放电完全的电池都应试验。c)要求力括号内的数字表示参考资料。728 见表2。6.2.2.4 机械试验ll2一一冲击a)目的GB 8897. 4 2002 该试验模拟运输过程
23、中的碰撞和粗暴装卸的情形,试验条件在UN(l995)14和其他文件中规定。bl试验方法用能固定被试电池的所有表面都坚固的固定架将被试电池固定在试验机上。每个被试电池应经受大小相同的二次冲击,在三个互相垂直的轴上各一次。每次冲击施加在被试电池的一个国t,冲击过程中被试电池以这样的方式加速:在最初的3ms肉,最小平均加速度为759.8 m/s2,最大加速度应在125 9. 8 m/s2 175 9. 8 m/s2之间。未放过电和放电完全的电池都应试验。用做过振动试验的电池做冲击试验。c)要求兑表2,6.2.2. 5 环境试验CI 热冲击a) 的该试验用来评估在温度快速变化的条件下电池的整体密封性能
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