CNS 14857-2-2004 Secondary lithium cell and batteries for portable applications - Part 2 Secondary lithium batteries《可携式应用二次锂单电池及电池组－第2部：二次锂电池组》.pdf

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1、 1 印月 94 10 月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 29.220.99 C4491-214857-2經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 93 9 月 27 日 月日 (共頁 )可攜式應用二次鋰單電池及電池組 第 2 部：二次鋰電池組 Secondary lithium cell and batteries for portable applications-Part 2：Secondary lithium batteries 目 節次 頁次 1.概述 2 2.名稱及標示 4 3.標準型式 . 6 4.電性試驗 . 6 5.機械試驗 . 9

2、6.安全的評估 10 7.試驗協定和條件式的型式認可 14 8.運輸試驗 . 17 附 A . 19 引用標準 20 （共 20 頁） 2 CNS 14857-2, C 4491-2 1.概述 1.1 適用範圍 本標準在說明二次鋰電池組 (batteries)的性能和安全試驗、名稱、標示、尺寸及其他要求。 本標準目的在提供二次鋰電池組的買主和使用者一組判定標準，使能判別不同製造商所提供的不同二次鋰電池組的性能和安全。 本標準定義了性能及安全的最低要求水準，及執行試驗和提供給使用者之試驗結果的標準化的方法。因此，使用者將能夠藉由市場上可取得的電池組所宣告之規格證實其功能，從而能夠依使用需求選擇最

3、適當的電池組。 本標準適用範圍包括 具化學成分範圍之二次鋰電池組，每個電化學對 (couple)具有一特性電壓範圍，達到時釋放其電氣能量，在放電過程中會呈現特性標稱電壓與放電時之特性最終電壓。二次鋰單電池及電動車用電池和電池組的使用者，得向製造商尋求指導。 為避免引起疑義， CNS 14857-1可攜式應用二次鋰單電池及電池組第 1 部：二次鋰單電池 (IEC 61960-1)之相關規定，與電動車用電池，均不在本標準適用範圍內。 1.2 參考標準 以下之參考文件包括在本標準中引用之標準構成本標準之規定。針對標註日期之參考標準，後續的修訂與改版就不適用。然而，建議本標準之使用者評估並運用最新版本

4、參考標準之可能性。對於未標註日期的參考標準，應採用其最新版本。 IEC 60050(486) 國際電氣技術詞彙 (IEV) 486 章：二次鋰單電池和電池組。 IEC 60051(所有部分 ) 以直接指示方式的類比式電氣測量儀器及其附件。 CNS 3629(IEC 60068-2-6) 環境試驗方法 (電氣、電子 )正弦波振動試驗方法。 CNS 11234(IEC 60068-2-27) 環境試驗方法 (電氣、電子 )衝擊試驗方法。 CNS 13215(IEC 60068-2-32) 環境試驗法 (電氣、電子 )自然落下試驗法。 IEC 60485 數位電子直流電壓表和直流電子類比對數位轉換器

5、。 CNS 14676-2(IEC 61000-4-2) 電磁相容試驗與量測技術第 2 部：靜電放電免疫力試驗 IEC 61434 含鹼性或其他非酸性電解質之二次單電池和電池組鹼性二次單電池和電池組內電流的名稱指引標準。 CNS 14857-1(IEC 61960-1) 可攜式應用二次鋰單電池及電池組第 1 部：二次鋰單電池。 1.3 名詞釋義 (definitions) 為了本標準之目的，使用了包括 IEC 60050(486)及以下之名詞定義： 1.3.1 充電 (容量 )恢復 charge(capacity) recovery 單電池或電池組在儲存後，在 規定溫度、規定時間內，藉由製造商

6、宣告的方式進行放電及再充電後，電池可以放電之容量佔額定容量的百分比。 3 CNS 14857-2, C 4491-2 1.3.2 充電 (容量 )保持 charge(capacity) retention 單電池或電池組在儲存後，在 規定溫度、規定時間內，不須經由再次充放電，電池可立即放電之容量佔額定容量的百分比。 1.3.3 放電深度 (depth of discharge) 在放電過程中使用的放電容量與額定容量的百分比。 1.3.4 充電終止電流 (end-of-charge current) 在製造商所規定的定電壓下對單電池或電池組充電，其充電結束時之電流。 1.3.5 爆炸 (expl

7、osion) 一單電池或電池組炸破導致外殼呈拋射狀爆裂。 1.3.6 最終電壓，截止電壓 (final voltage,cut-off voltage) 指單電池或電池組在放電結束時，所規定的電壓。 1.3.7 起火 (fire) 指單電池或電池組火燄的噴出。 1.3.8 洩漏 (leakage) 指電解質、氣體或其他材料從 單電池或電池組中非預期的漏出。洩漏係指當二次鋰單電池或電池組的內部成分損失質量大於初始質量的 x %(如下所定義 )，例如，液態的電解質。 x 是由單電池的質量來限定，而 x 值為： 對重量 1g 以下之單電池 0.5% 對重量超過 1g 但未滿 5g 之單電池 0.2%

8、 對重量 5g 以上之單電池 0.1% 1.3.9 最大充電電壓 (maximum charge voltage) 由製造商所建議的 (最大 )充電電壓值，充電時不能超過該值。 1.3.10 新單電池 (new cell) 未曾使用過的單電池，且從製造日期起算未超過 30 天 (針對製造商的試驗而言 )或從收到單電池日期起算未超過 30 天 (針對使用者的試驗而言 )。 1.3.11 標稱電壓 (nominal voltage) 使用在識別單電池或電池組電壓適當之近似電壓值。 備考 1. CNS 14857-1 表 1 所列為二次鋰單電池的標稱電壓。 2. n 個串聯單電池 (cell)的電池

9、組之標稱電壓，應等於單顆單電池標稱電壓的 n 倍。 1.3.12 額定容量 (rated capacity) 由製造商所宣告之 C5Ah(安培小時 )的容量，指一顆單電池或電池組在依第4 節所規定之充電、儲存和放電後，在 20以 0.2ItA 之標準試驗電流放電至所規定最終電壓，所傳遞之容量。 1.3.13 建議充電電流 (recommended charge current) 由製造商所建議的規定電流，做為定電流充電之依據可以得到最適性能和安全條件。 1.3.14 二次鋰電池組 (secondary lithium battery) 4 CNS 14857-2, C 4491-2 包含一個或

10、一個以上之鋰單電池的 已可使用單元，它包括適當的外蓋(housing)和一個端點佈置並可能含有電子控制裝置。 1.3.15 二次鋰單電池 (secondary lithium cell) 單顆二次單電池其電氣容量是來自於鋰的氧化和還原作用，因為它們尚未被固定在所佈置的外蓋和端點及電子控制裝置上，尚未準備提供給消費者使用在應用裝置內。 1.3.16 排氣 (venting) 指以設計預防方式，在單電池或電池組內部壓力升高時釋放氣體，來防止爆炸。 1.4 參數測量公差 所有管制或量測值、相關規定或實際值的準確度應在下列公差的範圍內： a) 電壓 1%； b) 電流 1%； c) 容量 1%； d)

11、 溫度 2； e) 時間 0.1%； f) 質量 0.1%； g) 尺寸 0.1%。 這些公差是由量測器具的準確度、所使用的測量方法及所有在試驗程序的其他誤差來源所構成的。 為協助選擇測量儀器，對類比式儀器而言，參見 IEC 60051，數位式儀器則參見 IEC 60485。而儀器使用的細節則須規定在任何報告結果內。 2. 名稱及標示 2.1 電池組名稱 2.1.1 圓筒形二次鋰電池組 圓筒形的二次鋰電池組應由一個數字、三個字母及隨 後的四個文數字符號，再跟隨符號“ -b”所定名。 第一個數字代表所串聯單電池構成電池組之數。 第一個字母指明單電池所使用的負極系統。字母“ I”定義具嵌入電極(i

12、ntercalation electrode)的鋰離子系統。字母“ L”則定義鋰金屬電極系統或是鋰合金電極系統。 第二個字母 指明正極系統，即正極最大重量百分比的活性物質。字母“ C”定義鈷系電極。字母“ N”定義鎳系電極。字母“ M”定義錳系電極。字母“ V”定義釩系電極。 第三個字母指明電池組的形狀，字母“ R”定義為圓筒形電池組。 緊接著三個字母的二個數字，以“ mm ”為單位，來指明單電池的直徑，並無條件進位至下個整數。 其後的二個數字，以“ mm ”為單位，來指明單電池的總高度，並無條件進 5 CNS 14857-2, C 4491-2 位至下個整數。 當二個尺寸中至少一個為 100

13、mm 以上時，應在二群數字間對直徑與高度以斜線分隔 ( / )，且排序越後面，數字越大。 當電池組是由二或多個並聯之 鋰二次單電池組成，則在上述數字、字母、文數字符號後加上“ -b ”， b 代表並聯單電池數。 備考： b 為 2 以上之數字。 例如： a) 電池組名稱為“ 1ICR2070”應是具有一顆單電池，以鈷系為正極，其直徑大約為 20mm 和高大約為 70mm 之圓筒形鋰離子二次電池組。 b) 電池組名稱為“ 1ICR20/140-2”應是具有兩顆並聯的 單電池組成，以鈷系為正極，直徑大約 20mm和高大約 140mm 之圓筒形鋰離子二次電池組。 2.1.2 方形二次鋰電池組 方形的

14、二次鋰電池組應由一個 數字、三個字母及隨後的六個文數字符號，再跟隨 “ -b”所定名。 第一個數字代表構成電池組之串聯單電池數。 第一個字母指單電池所使用的負極系統。字體“ I”定義有一嵌入電極的鋰離子系統。字體“ L”則定義鋰金屬電極系統或是鋰合金電極系統。 第二個字母指明正極系統，即正極最大重量百分比的活性物質。字母“ C”定義鈷系電極。字母“ N”定義鎳系電極。字母“ M”定義錳系電極。字母“ V”定義釩系電極。 第三個字母指電池組的形狀。字體“ P”定義為方形電池組。 緊接著前述三個字母的二 個數字，以“ mm”為單位，來表示電池組的厚度，並無條件進位至下個整數。 其後二個數字，以“

15、mm”為單位，來表示電池組的寬度，並無條件進位至下個整數。 最後二個數字，以“ mm”為單位，來表示電池組的高度，並無條件進位至下個整數。 當三個尺寸中至少一個為 100mm 以上時，應在二群數字間對直徑與高度以斜線分隔 ( / )，且排序越後面，數字越大。當三個尺寸中至少一個小於 1mm時，應以字母“ t”加在數字前，該數字是以“十分之一 mm”為單位，並無條件進位至下個整數。 三個尺寸中最大者是高度，其他二個尺寸寬度應大於或等於厚度。 當電池組是由二個或多個並聯之鋰二次單電池組成，則在上述數字、字母、文數字符號後加上“ -b”， b 代表並聯單電池數。 備考： b 為 2 以上之數字。 例

16、如： a) 電池組名稱為“ 2ICP203470”是以二個鈷系為正極之單電池串聯連接，其厚度大約為 20mm、寬度大約為 34mm 和高度大約為 70mm 之方 6 CNS 14857-2, C 4491-2 形鋰離子二次電池組。 b) 電池組名稱為“ 2ICP08/34/150”是以二個鈷系為正極單 電池串聯連接，其厚度大約為 8mm、寬度大約 34mm 和高度大約為 150mm 之方形鋰離子二次電池組。 c) 電池組名稱為“ 1ICP206870-2”是以二個鈷系為正極單電池並聯連接，其厚度大約為 20mm、寬度大約為 68mm 和高度大約為 70mm 之方形鋰離子二次電池組。 2.2 標

17、示 除非買主有其他要求，否則每一電池組須有不易損毀之標示，提供以下資訊： 可再充電的鋰或鋰離子； 依第 2.1 節規定電池組名稱； 額定容量； 標稱電壓； 極性； 製造日期 (可採編碼方式表示 )； 供應商或製造商名稱或識別。 3. 標準型式 (standard types) 用以組成二次鋰電池組內的二次鋰單電池，應先符合 CNS 14857-1（ IEC 61960-1）之所有要求。 4. 電性試驗 (electrical tests) 除非有其他的規定，否則所述的所有試驗應在靜止的空氣中進行。對每項電性試驗的最小值要求列於表 5 中。而試驗的樣品數和試驗程序列於表 4 中。 4.1 試驗目

18、的之充電程序 除非有其他的規定，否則應在 20 5的周圍溫度下進行。充電方式由製造商宣告。 充電之前，應先在 20 5下，並以 0.2ItA 之定電流放電至所規定的放電終止電壓。 備考：標準試驗電流的表示： ItA= CnAh/1h Cn：由製造商所宣告額定容量為安培小時 (Ah)及； n：以小時為時間單位，被引用來宣告額定容量。 4.2 放電性能 4.2.1 在 20時之放電性能 (額定容量 ) 本試驗確認電池組之額定容量。 步驟 1：依第 4.1 節之規定充電。 步驟 2：電池組貯存在周圍溫度 20 5下，並維持 1 4 小時。 步驟 3：在周圍溫度 20 5下，以 0.2ItA 之定電流

19、放電至所規定的放電終止電壓以下之電壓。 步驟 4：計算步驟 3 在放電終止電壓時的放電容量。 7 CNS 14857-2, C 4491-2 如所計算的容量 (步驟 3)低於額定容量時，重複步驟 1 4 之試驗，直到所計算的容量在額定容量以上，允許重複 5 次。 4.2.2 在 -20時之放電性能 本試驗確定電池組之低溫時電池容量。 步驟 1：依第 4.1 節之要求充電。 步驟 2：電池組貯存在周圍溫度 -20 2下，並維持 16 24 小時。 步驟 3：在周圍溫度 -20 2下，以 0.2ItA 之定電流放電至所規定的放電終止電壓以下之電壓。 步驟 4：計算步驟 3 在放電終止電壓時的放電容

20、量。 所計算的放電容量值以額定容量的百分比來表示 (% C5Ah)。 4.2.3 在 20時之高率 (high rate)放電性能 本試驗決定在 1.0ItA 之定電流放電時的電池組容量。如電池未設計以此速率放電時，則不要求試驗。 步驟 1：依第 4.1 節之要求充電。 步驟 2：電池組貯存在周圍溫度 20 5下，並維持 1 4 小時。 步驟 3：在周圍溫度 20 5下，以 1.0ItA 之定電流放電至所規定的放電終止電壓以下之電壓。 步驟 4：計算步驟 3 在放電終止電壓時的放電容量。 所計算的放電容量值以額定容量的百分比來表示 (% C5Ah)。 4.3 充電 (容量 )保持及恢復 本試驗

21、決定電池組在長期貯存後，所保持的容量，及再充電時所恢復的容量。 步驟 1：依第 4.1 節之要求充電。 步驟 2：電池組以開路狀態貯存，在周圍溫度 20 5下，維持 28 天。 步驟 3：在周圍溫度 20 5下，以 0.2ItA 之定電流放電至所規定的放電終止電壓以下之電壓。 步驟 4：計算步驟 3 在放電終止電壓時的放電容量。 所計算的充電保持容量值以額定容量的百分比來表示 (% C5Ah)。 步驟 5：依步驟 3 放電，在 24 小時內，再依第 4.1 節之要求充電。 步驟 6：在周圍溫度 20 5下，以 0.2ItA 之定電流放電至所規定的放電終止電壓以下之電壓。 步驟 7：計算步驟 6

22、 在放電終止電壓時的放電容量。 所計算的充電恢復容量值以額定容量的百分比來表示 (% C5Ah)。 4.4 充電 (容量 )貯存後恢復 本試驗電池組在貯存一段時間，充電後再放電，計算其容量恢復情況。 步驟 1：依第 4.1 節之要求充電。 步驟 2：在周圍溫度 20 5下，以 0.2ItA 之定電流放電至所規定的放電終止電壓以下之電壓。 步驟 3：電池組在開路情況下，貯存在周圍溫度 40 2下，維持 90 天。 8 CNS 14857-2, C 4491-2 步驟 4：在周圍溫度 20 5下，依製造商所宣告的方式充電。 步驟 5：在周圍溫度 20 5下，以 0.2ItA 之定電流放電至所規定的

23、放電終止電壓以下之電壓。 步驟 6：計算步驟 5 在放電終止電壓時的放電容量。 所計算的充電保持容量值以額定容量的百分比來表示 (% C5Ah)。 如所計算之容量值低於所要求之額定容量百分比時，則重複步驟 4 和 5 直到符合要求，並允許重複做 5 次。 4.5 循環壽命 本試驗決定電池組有效容量用完前可耐受之充 /放電循環的次數。 除非買賣雙方同意，否則應執行以下之耐久性試驗。 步驟 1：依第 4.1 節之要求充電。 步驟 2：在周圍溫度 20 5下，以 0.2ItA 之定電流放電至所規定的放電終止電壓以下之電壓。 步驟 3：在周圍溫度 20 5下，依製造商所宣告的方式充電。充電與放電或放電

24、與充電間可以儲放 1 小時。 步驟 4：依步驟 2 和步驟 3 連續性的放電及充電，直到放電容量小於額定容量的 60%。 步驟 5：循環次數即重複進行步驟 2 和 3 之次數，直到步驟 2 之放電終止容量(Ah)小於額定容量的 60%。 4.6 內阻 (Internal resistance) 二次鋰電池組應以交流法或直流法確認其內阻。 如果需要在同顆電池組上測量交流及直流阻抗時，則應先以交流方式測量，然後再以直流方式測量，然而在量測交流及直流阻抗時不需要充電和放電。 測量之前，電池先以 0.2ItA 放電至每顆單電池 2.5V(2.5V/cell)，電池組再依第4.1 節內容充電。充電之後，

25、電池應貯存在周圍溫度 20 5下，並維持 1 4小時，內阻測量應在周圍溫度 20 5下實施。 4.6.1 內部交流電阻的測量 在頻率為 1.0kHz0.1kHz，以交流均方根 (r.m.s.)電流aI 及交流均方根 (r.m.s.)電壓aU 進行量測，其量測期間為 1 秒至 5 秒。 內部交流電阻的acR 由下公式求得： )(=aaacIUR acR ：內部交流阻抗。 aU ：交流均方根 (r.m.s.)電壓。 aI ：交流均方根 (r.m.s.)電流。 備考 1.應選擇峰值電壓 20mV 以下之的交流電流。 2. 此方式實際測量的是 一個阻抗值，在此規定頻率的範圍內，大約等於其電阻值。 9

26、CNS 14857-2, C 4491-2 3. 連接至電池端點 (battery terminals)，應符合電 壓量測接點 (contacts)與用以載流 (carry current)之接點分開之原則。 允收準則 量測之內阻不應大於製造商所規定的acR 值。 4.6.2 內部直流電阻的測量 以大小為cI 之電流放電 10 秒後測量，並記錄其有載放電電壓1U ，隨即將放電電流增加到表 1 所示的2I 值，並以大小為2I 之電流放電 1 秒後，測量並記錄其有載放電電壓2U 。 量測電壓的電池端點應與用以載流之接點獨立。 由以下的公式來計算電池的內部直流電阻dcR ： )(IIUURC221d

27、c= dcR ：內部直流電阻。 1U ，2U ：負載下所量測的適當電壓。 表 1 直流電阻量測所使用的固定放電電流 電流 IcI20.2ItA 1.0ItA 允收準則 量測計算之內部直流電阻不應大於製造商所規定的dcR 值。 4.7 靜電放電 (ESD) 本試驗評估電池組靜電放電的耐受能力。 此試驗應在有保護線路的電池組進行，如整流半導體、電晶體或是積體電路。 4.7.1 試驗程序 依 CNS 14676-2(IEC 61000-4-2)靜電放電要求第 1 節至第 8 節之規定。 試驗應進行 4kV 的接觸放電試驗及 8kV 的空氣放電試驗。 4.7.2 允收準則 所有的保護電路運作正常。 5

28、. 機械試驗 (Mechanic test) 5.1 衝擊試驗 本試驗模擬運輸情況，也可連運輸包裝一起試驗。 依據 CNS 11234(IEC 60068-2-27)標準實施的衝擊試驗，並且試驗後的放電容量符合規定。 步驟 1：依第 4.1 節之要求充電。 步驟 2：電池組貯存在周圍溫度 20 5下，並維持 1 4 小時。 10 CNS 14857-2, C 4491-2 步驟 3：電池組應以緊密穩定的固定在試驗機台上之支撐表面上，每個電池組應符合三次的衝擊，衝擊必須被實施在三個互 相垂直的每一個軸向，除非單電池只有兩個對稱軸向，在這狀況下只要試驗兩個方向。 每次試驗應與單電池面向垂直且保持加

29、速的一致性，在周圍溫度 205下，在最初的 3ms 內其最小平均加速度為 75gn(gn為當地之重力加速度 )，峰值加速度為 125gn 175gn之機械衝擊，波形為半弦波。 步驟 4：在周圍溫度 20 5下，以 0.2 ItA 之定電流放電至所規定的放電終止電壓以下之電壓。 步驟 5：計算步驟 4 在放電終止電壓時的放電容量值。 所計算之容量值應不能小於所 要求之額定容量 95%( 95% C5Ah)。如有需要時，允許做 5 次循環試驗來符合要求。 5.2 振動試驗 模擬運輸情況，也可連運輸包裝一起試驗。 依 CNS 3629(IEC 60068-2-6)實施機械振動試驗，並且試驗後的放電容

30、量符合規定。 步驟 1：依第 4.1 節之要求充電。 步驟 2：電池組貯存在周圍溫度 20 5下，並維持 1 4 小時。 步驟 3：在周圍溫度 20 5下，試驗應在振幅為 0.8mm(全振幅為 1.6mm)，頻率在遞增率及遞減率為 1Hz0.055Hz/min 下，在 10Hz 至 55Hz 之間來回，並且必須作 X， Y， Z 三個軸向。除非僅有二對稱軸向時，則只對二個方向作試驗。 步驟 4：在周圍溫度 20 5下，以 0.2ItA 之定電流放電至到所規定的放電終止電壓以下之電壓。 步驟 5：計算步驟 4 在放電終止電壓的放電容量值。 如所計算之放電容量值應不能小於所要求之額定容量 95%(

31、 95% C5Ah)。如有需要時，允許做 5 次循環試驗來滿足要求。 6. 安全的評估 (safety evaluation) 安全的評估試驗分成兩個群組： a) 模擬預期使用試驗； b) 可預知的合理誤用模擬試驗。 每一個試驗群組可再細 分為三大項：電性、機械和環境試驗。試驗程序及允收準則說明如下： 表 2 係第 6.1 節所述之模擬預期使用試驗程序之彙整。 表 3 係第 6.2 節所述之合理預知的誤用模擬試驗程序之彙整。 表 4 為樣品數和試驗的程序。 新電池組和再循環電池組則定義於表 4 和表 7 內，如下所述： a) 新電池組：電池組如第 1.3.10 節之定義和第 4.1 節之充電程

32、序。 b) 再循環電池組：再循環電池組依照第 4.5 節為製造廠所宣告之循環壽命的 25%。 11 CNS 14857-2, C 4491-2 除非有其他規定，否則所有電池應依第 4.1 節充電，並在充電後 7 天內試驗。 警告：當實行這些試驗時，電池組應個別試驗而且應注意電池組在未通過試驗時，可能產生爆炸、排氣、起火等事件，甚至在切斷充電電流也可能會發生。為了這些原因，試驗應在一通風良好之保護箱 (protective chamber)內執行。 6.1 模擬預期使用的試驗 表 2 模擬預期使用試驗的規劃 電性試驗 機械試驗 環境試驗 連續充電 過放電 / 過充電 衝擊 振動 熱衝擊 (the

33、rmal shock) 高空模擬 (低壓 ) 外殼應力 6.1.1 電性試驗 6.1.1.1 連續充電試驗 本試驗評估電池在長時間連續充電下其耐受的能力。 6.1.1.1.1 試驗程序 依第 4.1 節放電後，在周圍溫度 20 5下，以製造商所宣告之方式充電，保持在所規定的充電終止電壓上 28 天。 6.1.1.1.2 允收準則 須符合不洩漏、不排氣、不起火、不爆炸及電解液無漏失的跡象。 6.1.1.2 過放電 /過充電試驗 本試驗評估電池組在重複過放電及過充電下耐受的能力。 6.1.1.2.1 試驗程序 步驟 1：依第 4.1 節之要求充電。 步驟 2：在周圍溫度 20 5下，以 0.2It

34、A 之定電流放電直到電路放電終止或至 0.0V 的放電終止電壓停止。 步驟 3：依製造商所建議之充電電流和所建議的終止電壓，在周圍溫度 20 5下充電 12 小時。 執行步驟 2 及步驟 3 重複 30 次。 6.1.1.2.2 允收準則 須符合不洩漏、不排氣、不起火、不爆炸及電解液無漏失的跡象。 6.1.2 機械試驗 6.1.2.1 衝擊試驗 本試驗評估對依 CNS 11234(IEC 60068-2-27)實施衝擊試驗及加速度 12 CNS 14857-2, C 4491-2 試驗所執行的機械衝擊耐受的能力。 6.1.2.1.1 試驗程序 電池組應以緊密穩定的固定在試驗機台上之支撐表面上。

35、每個電池組應符合三次的衝擊，衝擊必須被實施在三個互相垂直的每一個軸向。除非單電池只有二個對稱軸向，在這狀況下只要試驗兩個方向。 每次試驗應與電池組面向垂直且保持加速的一致性，在周圍溫度 20 5下，在最初的 3ms 內其最小平均加速度為 75gn(gn為當地重力加速度 )，峰值加速度為 125gn 175gn之機械衝擊，波形為半弦波。 6.1.2.1.2 允收準則 須符合不洩漏、不洩漏、不起火、不爆炸及電解液無漏失的跡象。 6.1.2.2 振動試驗 本試驗評估符合 CNS 3629(IEC 60068-2-6)實施的振動試驗的能力。 6.1.2.2.1 試驗程序 在周圍溫度 20 5下，試驗應

36、在振幅為 0.8mm(全振幅為1.6mm)，頻率在遞增率及遞減率為 1Hz0.055Hz/min 下，在10Hz 至 55Hz 之間來回 ,並且必須作 X， Y， Z 三個軸向。除非僅有二對稱軸向時，則只對二個方向作試驗。 6.1.2.2.2 允收準則 須符合不洩漏、不起火、不爆炸且電解液無漏失的跡象。 6.1.3 環境試驗 6.1.3.1 熱衝擊試驗 本試驗評估當電池組承受極大且快速溫度變化時，熱衝擊會對電池組硬體造成相當之機械應力，本試驗評估電池組在高溫及低溫範圍之間變化時耐受熱衝擊的能力。 6.1.3.1.1 試驗程序 電池組被貯存在周圍溫度 75 2下維持 48 小時後，在 5 分鐘內

37、移轉至 -20 2下維持 6 小時，隨後在周圍溫度 20 5下貯存至少 24 小時。 6.1.3.1.2 允收準則 須符合不洩漏、不起火、不爆炸、不排氣且電解液無漏失的跡象。 6.1.3.2 高空模擬 (低壓 )試驗 本試驗評估低壓的耐受能力，因為機械上零件在低壓時會承受應力並且可能導致電解液洩漏。本試驗模擬在 15240 公尺處高空環境。 6.1.3.2.1 試驗程序 13 CNS 14857-2, C 4491-2 電池組被放置在周圍溫度 20 5的真空室 (vacuum chamber)內，並持續抽氣直到壓力等於或小於 11.6kPa 時，並持續 6 小時。 6.1.3.2.2 允收準則

38、 須符合不洩漏、不起火、不爆炸、不排氣及電解液無漏失的跡象。 6.1.3.3 外殼應力試驗 本試驗評估電池組高溫環境的耐受能力。 6.1.3.3.1 試驗程序 將電池組待測物放置在 70 2通風良好的溫箱 (oven)內，並維持 7 小時後，移至室溫下檢查。 6.1.3.3.2 允收準則 電池外殼尺寸不能有物理的變形及機械損壞的跡象 (如內部零件曝露或電解液洩漏 )。 6.2 可預知的合理誤用模擬試驗 表 3 可預知的合理誤用模擬試驗的規劃 電性試驗 機械試驗 環境試驗 短路 過充電 (模擬使用不當充電器或充電器故障 ) 壓碎 自由落下 熱曝露 (thermal exposure) 6.2.1

39、 電性試驗 6.2.1.1 短路試驗 本試驗評估短路狀態的耐受能力。 6.2.1.1.1 試驗程序 電池組以小於 50m之外部電阻構成短路狀態，在周圍溫度 20 5時，試驗應維持直到電壓降至 0.1V 以下或是電路限流裝置啟動，及電池組外殼溫度回復到初始周圍溫度的 10以內。 6.2.1.1.2 允收準則 須符合不爆炸、不起火及電池組的外部溫度不能超過 150等要求。 6.2.1.2 過充電試驗（模擬使用不當充電器或充電器故障之狀況） 本試驗評估僅限制上限電壓之充電器，當充電器故障時，電池組耐受的能力。 6.2.1.2.1 試驗程序 依第 4.1 節之要求完全充電之電池組，應以過電流的條件來模

40、 14 CNS 14857-2, C 4491-2 擬一有缺陷的充電器。 在 20 5下，以 0.2ItA 之定電流放電至所規定的結束電壓，再以製造商所建議的電流 IREC充電，充電時間 (h)=2.5C5/IREC。 IREC為所建議的充電定電流，以安培 (A)表示。 6.2.1.2.2 允收準則 須符合不爆炸和不起火等要求。 6.2.2 機械試驗 6.2.2.1 壓碎試驗 本試驗評估電池組遇到如廢棄物處理設備擠壓的情況。 6.2.2.1.1 試驗程序 一完全充電電池組被一壓碎試驗設備以 13kN1kN 的壓力施加於電池的總試驗表面。 該樣品放置在厚度至少 12.7mm 之兩扁平的硬木板塊之

41、間，該擠壓力量是以緩緩遞增的方式，增加至 13kN1kN，並維持 1分鐘。 對方形或圓筒形而言，其電池組的縱軸應平行對著壓碎器具的平面，而就方形電池而言，也要對其縱軸旋轉 90 做壓碎試驗，即包括方形電池組的寬面及窄面兩者。 6.2.2.1.2 允收準則 須符合不爆炸和不起火等要求。 6.2.2.2 自由落下試驗 本試驗根據 CNS 13215(IEC 60068-2-32)自預定的高度落下衝擊電池封裝 (cell seals)及安全裝置，並且可能導致洩漏，依此評估電池在自由落下試驗中，對機械衝擊的耐受能力。 6.2.2.2.1 試驗程序 為獲得隨意方位的衝擊，自高度為 1m 處，以每面 2

42、次之次數，落下至一硬木板表面，各樣品應實施 6 次，在周圍溫度 205下實施。 6.2.2.2.2 允收準則 須符合不排氣、不起火和不爆炸等要求。 6.2.3 環境試驗 6.2.3.1 熱曝露試驗 本試驗評估耐受曝露於高溫的能力。 6.2.3.1.1 試驗程序 電池組樣品放置在溫箱中，以每分鐘 5 2速率升溫至 130 2，並在 130 2持續 30 分鐘。 6.2.3.1.2 允收準則 須符合不爆炸和不起火等要求。 15 CNS 14857-2, C 4491-2 7. 試驗協定和條件式的型式認可 (test protocol and conditions for type approval

43、) 7.1 試驗協定 抽樣數及協定中對於電性試驗、機械試驗、模擬預期使用試驗及合理可預知的誤用模擬試驗的方法，皆個別規定於表 4 所示之第 4 節、第 5 節和第 6.1 節、第 6.2 節以下相關節次 (subclauses)中。 7.2 條件式的型式認可 7.2.1 尺寸 電池組的尺寸應不能超過製造商所規定之值。 7.2.2 電性試驗 7.2.2.1 製造商須在第 4.2.1 節所規定之條件下，宣告其電池組特性上的額定容量。對最小標準與滿足電性的要求則被列在表 5 中。而數值以額定容量的百分比表示。 7.2.2.2 為了符合標準的要求，所有樣品須滿足表 5 中之性能的規定。 7.2.2.3

44、 若試驗結果未能符合第 7.2.2.2 節之條件，且任一試驗中不超過一個樣品未達表 5 之要求，則試驗可重複執行。 7.2.2.4 除重複試驗外，製造商可以選擇降低所宣告的電池額定容量值，符合第 7.2.2.2 節之條件。 7.2.3 模擬預期使用試驗 電池組應符合第 6.1 節中所規定每項試驗之要求。 7.2.4 合理可預知的誤用模擬試驗 電池組應符合第 6.2 節中所規定每項試驗之要求。 7.2.5 條件式的型式認可 在完成第 4.4 節內所規定的充電 (容量 )儲存後恢復試驗和第 4.5 節所規定之循環壽命的試驗之前，如果達到以下 (a)及 (b)兩點規定，則視為條件式的型式認可： a)

45、 在完成循環壽命試驗要求的 20%時，其放電容量仍有 85%的額定容量。 b) 須完成所規定於第 4 節、第 5 節和第 6.1 節、第 6.2 節以下相關節次中所有其他試驗要求。 16 CNS 14857-2, C 4491-2 表 4 樣品數和試驗程序 衝擊試驗 (第 6.1.2.1 節 )3 顆電池組 電性，機械試驗 15 顆電池組 20之放電性能 (額定容量 ) (第 4.2.1 節 ) 3顆電池組 預期使用及合理可預知的誤用模擬試驗 42 顆電池組 新電池組 (第 5 節 ) 30 顆 電池組 振動試驗 (第 6.1.2.2節 )3 顆電池組 -20之放電性能 (第4.2.2 節 )

46、 3 顆電池組連續充電試驗 (第 6.1.1.1節 ) 3 顆電池組 高空模擬試驗 (第 6.1.3.2節 )3 顆電池組 20之高率放電性能(第 4.2.3 節 )3 顆電池組充電 (容量 )保持及恢復(第 4.3 節 )3 顆電池組過充電 / 過放電試驗 (第6.1.1.2 節 )3 顆電池組 充電 (容量 )貯存後恢復(4.4 節 ) 3 顆電池組 熱衝擊試驗 (第 6.1.3.1節 )3 顆電池組 外 殼應力試驗 (第 6.1.3.3節 ) 3 顆電池組 短路試驗 (第 6.2.1.1 節 )3 顆電池組 過充電試驗 (第 6.2.1.2節 ) 3 顆電池組 熱衝擊試驗 (第 6.1.

47、3.1節 ) 3 顆電池組 壓碎試驗 (第 6.2.2.1 節 )6 顆電池組 自由落下試驗 (第 6.2.2.2節 ) 3 顆電池組 熱曝露試驗 (第 6.2.3.1節 ) 3 顆電池組 衝擊試驗 (第 6.1.2.1 節 )3 顆電池組 再循環電池組 (第 5 節 ) 12 顆電池組 振動試驗 (第 6.1.2.2 節 )3 顆電池組 高空模擬試驗 (第 6.1.3.2節 ) 3 顆電池組 短路試驗 (第 6.2.1.1 節 )3 顆電池組 熱曝露試驗 (第 6.2.3.1節 ) 3 顆電池組 循環壽命 (第 4.5 節 ) 3 顆電池組 內部電阻 (第 4.6 節 ) 3 顆電池組 靜電

48、放電 (ESD)( (第4.7 節 )3 顆電池組 振動試驗 (第 5.2 節 ) 3 顆電池組 衝擊試驗 (第 5.1 節 ) 3 顆電池組 17 CNS 14857-2, C 4491-2 表 5 對標準二次鋰電池組各型式的最低要求 參數 參考節次 允收準則 性能要求 (以額定容量的百分比表示 ) 4 20 5 時之容量 ( 額定容量 ) 4.2.1 100%C5Ah -20 2時之容量 4.2.2 30%C5Ah 20之大電流放電容量 4.2.3 60%C5Ah 充電 (容量 )保持 4.3 60%C5Ah 充電 (容量 )恢復 4.3 85%C5Ah 充電 (容量 ) 貯存後恢復 4.

49、4 50%C5Ah 循環壽命 4.5 300次循環 靜電放電 4.7 動作 衝擊試驗 5.1 95%振動試驗 5.2 95%預期使用試驗的允收準則 6.1 列於本文 可預知的合理誤 用模擬試驗的允收準則 6.2 列於本文 8.運輸試驗 (非使用狀態 ) 運輸試驗是第 6.1 節中電性、機械性和環境試驗等之子集合 (subset)。這些試驗可在試驗協定 (第 8.2 節 )的表 7 內獨立實施。 替代方案：當執行完整的模擬預期使用試驗計畫和合理可預知的誤用模擬試驗計畫時，從衝擊試驗 (第 6.1.2.1 節 )、振動試驗 (第 6.1.2.2 節 )、熱衝擊試驗 (第 6.1.3.1 節 )、高空模擬試驗 (第 6.1.3.2 節 )和短路試驗