1.1 一般要求
本標準對電池的電路和結構設計提出了一些建議,希望生產(chǎn)廠(chǎng)家在電池的設計環(huán)節能充分考慮到電池的安全性。
1.1.1 絕緣與配線(xiàn)
常見(jiàn)的電池外殼都是非金屬的,但有的電池也采用金屬外殼,后種情況下電池的電極終端與電池的金屬外殼之間的絕緣電阻在500V直流電壓下測量應大于5M·,除非電池的電極終端與電池的金屬外殼有連通。
手機電池并非電池芯的簡(jiǎn)單組合,電池芯之外還有保護電路和控制電路,其內部配線(xiàn)及絕緣應充分滿(mǎn)足預計的最大電流、電壓和溫度的要求,配線(xiàn)的排布應保證端子之間有足夠的間隙和絕緣穿透距離,內部連接的整體性能應充分滿(mǎn)足可能發(fā)生誤操作時(shí)的安全要求。
1.1.2 泄放
泄放的含義即電池或電池芯內部的過(guò)高壓力在安全閥處釋放以防止其破裂或爆炸。標準要求電池或電池芯在內部壓力過(guò)高達到一定限值時(shí)能以一定的速率將壓力泄放以防止電池的破裂、爆炸和自燃。如果電池的電池芯被封裝在外殼內,則該封裝的形式和封裝的方法在正常操作過(guò)程中不應引起電池過(guò)熱,也不應約束內部壓力的泄放。
1.1.3 溫度/電流管理
電池充電過(guò)程中,電池和充電器內部的電路都會(huì )產(chǎn)生熱量,若散熱不佳導致熱量聚集會(huì )影響電池正常的化學(xué)反應過(guò)程,造成電池的熱失效,因此,電池的設計應能防止電池溫度的異常上升。必要時(shí),電池的充電和放電應設定安全限流,防止電流過(guò)大而產(chǎn)生過(guò)多熱量。
1.1.4 終端連接
電池外殼應清晰地標明終端的極性。終端的尺寸大小和形狀應能確保承載預計的最大電流。外部終端表面應采用機械性能良好并耐腐蝕的導電材料。終端應設計成最不可能發(fā)生短路的樣式。
1.1.5 電池芯裝配成電池
電池芯與所裝配電池的容量應緊密匹配,裝配在同一電池里的電池芯應結構相同,化學(xué)成分相同,并且是同一廠(chǎng)家生產(chǎn)的。不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的電池芯在電解液和電極材料等方面均會(huì )有所差異,如此規定的目的是為了保證裝配在同一電池中電池芯的一致性,防止落后電池芯造成整個(gè)電池技術(shù)指標和安全性能的下降。
1.2 正常使用時(shí)的安全要求
考慮到試驗的一致性及各電池試驗結果具有可比性,試驗所用電池芯或電池的生產(chǎn)日期應在3個(gè)月以?xún),但并不表示電?個(gè)月后安全性能會(huì )下降。常態(tài)試驗在20℃±5℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行。
1.2.1 連續低倍率充電
完全充電的電池芯以額定的低倍率電流0.01C5 A持續充電28天后,應不起火、不爆炸、不漏液。
1.2.2 振動(dòng)
用完全充電的電池芯或電池進(jìn)行X、Y、Z三個(gè)方向的振動(dòng)試驗,振動(dòng)源單振幅0.76mm (雙振幅1.52mm), 頻率變化率1Hz/min, 頻率范圍10Hz到55Hz,往返振動(dòng)90 min±5min后,電池應不起火、不爆炸、不漏液。
1.2.3 高溫性能
完全充電的電池置于70℃±2℃恒溫箱中,保持7小時(shí),然后取出置于室溫條件下,檢查其外觀(guān),其外殼應無(wú)變形或其變形不會(huì )導致電池內部元件暴露出來(lái)。
1.2.4 溫度循環(huán)
完全充電的電池或電池芯置于可強制調溫的恒溫箱中,按下列程序做 -20℃ 到 +75℃ 的溫度循環(huán):
。1)30min內使恒溫箱的溫度升到75℃±2℃,并在此溫度下保持4h;
。2)30min內使恒溫箱的溫度降到20℃±5℃,并在此溫度下保持2h;
。3)30min內使恒溫箱的溫度降到 -20℃±2℃,并在此溫度下保持4h;
。4)30min內使恒溫箱的溫度升到20℃±5℃,并在此溫度下保持2h;
。5)再重復1-4的步驟做4個(gè)循環(huán);
。6)第5次循環(huán)完成后,電池保存2h再作檢查,應符合相關(guān)要求。
該試驗可以在一個(gè)可強制調溫的恒溫箱中進(jìn)行,也可以在3個(gè)不同溫度的恒溫箱之間進(jìn)行。試驗后,電池芯或電池應不起火、不爆炸、不漏液。
1.2.5 低壓性能
完全充電的電池芯置于溫度為20℃±5℃ 的真空干燥箱中,抽真空使氣壓小于11.6kpa后保持6小時(shí)后,應不起火、不爆炸、不漏液。
1.3 可能發(fā)生誤操作時(shí)的安全要求
1.3.1 外部短路
完全充電的電池或電池芯分別在20℃±5℃和55℃±5℃的環(huán)境中放置 2h.然后,用連線(xiàn)短接每個(gè)電池芯或電池的正負極終端并確保全部外部電阻小于100mΩ。短接后,保持24h,到電池芯或電池外殼的溫度下降到電池芯或電池原始溫度+電池芯或電池短路后的最大溫升×20%.試驗后,電池或電池芯應不起火、不爆炸。
1.3.2 自由跌落
完全充電的電池芯或電池以任意方式從1米高處自由跌落到水泥地面3次后,應不起火、不爆炸。
1.3.3 機械碰撞
在20℃±5℃環(huán)境中,完全充電的電池承受X、Y、Z三個(gè)方向的碰撞。如果電池只有兩個(gè)對稱(chēng)軸,只作兩個(gè)方向的碰撞。在最初3ms內的平均加速度應≥75gn,最高加速度應在125gn 和 175gn之間。碰撞1000次±10次后,電池應不起火、不爆炸、不漏液。
1.3.4 熱沖擊
完全充電的電池芯,置于一個(gè)烘箱中加熱。烘箱的溫度以(5±2)℃/min的速率上升至130℃±2℃,保持10min,電池芯應不起火、不爆炸。
1.3.5 耐擠壓性能
完全充電的電池芯置于兩平行平板間,施加擠壓力為13kN±1kN,一旦達到最大壓力或壓力突然下降1/3,即可卸壓。對圓形或方形電池芯進(jìn)行擠壓試驗時(shí),要使電池芯的縱軸與擠壓設備扁平表面保持平行。方形電池芯要沿其縱軸旋轉90°,以便電池芯的寬邊和窄邊都能受到擠壓的作用,外殼為鋁塑復合膜的電池芯只做寬面的擠壓。試驗后,電池芯應不起火、不爆炸。
1.3.6 沖擊
完全充電的電池芯置于一個(gè)扁平表面上,將一個(gè)半徑為8mm、質(zhì)量為10kg的棒垂直置于樣品中心的正上方,從600mm 高度處落下作用到樣品上。圓柱形或方形電池芯在接受沖擊試驗時(shí),其縱軸要平行于扁平表面,垂直于棒的縱軸。方形電池芯要沿其縱軸旋轉90°,以便電池芯的寬邊和窄邊都能受到?jīng)_擊作用。外殼為鋁塑復合膜的電池芯只做寬面的沖擊試驗。每只樣品只能接受一次沖擊試驗,每次試驗只能使用一只樣品。試驗后,電池芯應不起火、不爆炸。
1.3.7 過(guò)充性能
完全放電的電池芯,以≥10V的電壓、0.2C5A的電流充電12.5h后,應不起火、不爆炸。
1.3.8 強制放電性能
完全放電的電池芯承受1C5A電流強制放電90min后,應不起火、不爆炸。
外部短路試驗、自由跌落試驗、熱沖擊試驗、耐擠壓性能試驗、沖擊試驗、過(guò)充性能試驗、強制放電性能試驗是破壞性試驗,電池或電池芯的外殼均可能發(fā)生變化,漏液很難避免,但尚未影響安全性,因此標準中對這些試驗沒(méi)有要求不漏液。
1.4 安全標識
安全標識的作用應引起足夠的重視,電池本身應具有安全警示,并且附加適當的警告聲明,需檢查確認標識的一致性。另外,電池的說(shuō)明書(shū)中應寫(xiě)清合適的使用指導和推薦的充電方法等。
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