移動通信手持機鋰電池的安全要求和試驗方法

1.1 一般要求

本標準對電池的電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了一些建議，希望生產(chǎn)廠家在電池的設(shè)計環(huán)節(jié)能充分考慮到電池的安全性。

1.1.1 絕緣與配線

常見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(yīng)大于5M&O1527;，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單組合，電池芯之外還有保護電路和控制電路，其內(nèi)部配線及絕緣應(yīng)充分滿足預(yù)計的最大電流、電壓和溫度的要求，配線的排布應(yīng)保證端子之間有足夠的間隙和絕緣穿透距離，內(nèi)部連接的整體性能應(yīng)充分滿足可能發(fā)生誤操作時的安全要求。

1.1.2 泄放

泄放的含義即電池或電池芯內(nèi)部的過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(nèi)部壓力過高達到一定限值時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(nèi)，則該封裝的形式和封裝的方法在正常操作過程中不應(yīng)引起電池過熱，也不應(yīng)約束內(nèi)部壓力的泄放。

1.1.3 溫度/電流管理

電池充電過程中，電池和充電器內(nèi)部的電路都會產(chǎn)生熱量，若散熱不佳導(dǎo)致熱量聚集會影響電池正常的化學(xué)反應(yīng)過程，造成電池的熱失效，因此，電池的設(shè)計應(yīng)能防止電池溫度的異常上升。必要時，電池的充電和放電應(yīng)設(shè)定安全限流，防止電流過大而產(chǎn)生過多熱量。

1.1.4 終端連接

電池外殼應(yīng)清晰地標明終端的極性。終端的尺寸大小和形狀應(yīng)能確保承載預(yù)計的最大電流。外部終端表面應(yīng)采用機械性能良好并耐腐蝕的導(dǎo)電材料。終端應(yīng)設(shè)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(yīng)緊密匹配，裝配在同一電池里的電池芯應(yīng)結(jié)構(gòu)相同，化學(xué)成分相同，并且是同一廠家生產(chǎn)的。不同廠家生產(chǎn)的電池芯在電解液和電極材料等方面均會有所差異，如此規(guī)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電池技術(shù)指標和安全性能的下降。

1.2 正常使用時的安全要求

考慮到試驗的一致性及各電池試驗結(jié)果具有可比性，試驗所用電池芯或電池的生產(chǎn)日期應(yīng)在3個月以內(nèi)，但并不表示電池3個月后安全性能會下降。常態(tài)試驗在20℃±5℃的環(huán)境溫度下進行。

1.2.1 連續(xù)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(xù)充電28天后，應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。

1.2.2 振動

用完全充電的電池芯或電池進行X、Y、Z三個方向的振動試驗，振動源單振幅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90 min±5min后，電池應(yīng)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，然后取出置于室溫條件下，檢查其外觀，其外殼應(yīng)無變形或其變形不會導(dǎo)致電池內(nèi)部元件暴露出來。

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(diào)溫的恒溫箱中，按下列程序做 -20℃ 到 +75℃ 的溫度循環(huán)：

(1)30min內(nèi)使恒溫箱的溫度升到75℃±2℃，并在此溫度下保持4h;

(2)30min內(nèi)使恒溫箱的溫度降到20℃±5℃，并在此溫度下保持2h;

(3)30min內(nèi)使恒溫箱的溫度降到 -20℃±2℃，并在此溫度下保持4h;

(4)30min內(nèi)使恒溫箱的溫度升到20℃±5℃，并在此溫度下保持2h;

(5)再重復(fù)1-4的步驟做4個循環(huán);

(6)第5次循環(huán)完成后，電池保存2h再作檢查，應(yīng)符合相關(guān)要求。

該試驗可以在一個可強制調(diào)溫的恒溫箱中進行，也可以在3個不同溫度的恒溫箱之間進行。試驗后，電池芯或電池應(yīng)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小時后，應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。

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1.3 可能發(fā)生誤操作時的安全要求

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，用連線短接每個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(yīng)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(yīng)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三個方向的碰撞。如果電池只有兩個對稱軸，只作兩個方向的碰撞。在最初3ms內(nèi)的平均加速度應(yīng)≥75gn，最高加速度應(yīng)在125gn 和 175gn之間。碰撞1000次±10次后，電池應(yīng)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(yīng)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行擠壓試驗時，要使電池芯的縱軸與擠壓設(shè)備扁平表面保持平行。方形電池芯要沿其縱軸旋轉(zhuǎn)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(fù)合膜的電池芯只做寬面的擠壓。試驗后，電池芯應(yīng)不起火、不爆炸。

1.3.6 沖擊

完全充電的電池芯置于一個扁平表面上，將一個半徑為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，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(zhuǎn)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(fù)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(yīng)不起火、不爆炸。

1.3.7 過充性能

完全放電的電池芯，以≥10V的電壓、0.2C5A的電流充電12.5h后，應(yīng)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(yīng)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有要求不漏液。

1.4 安全標識

安全標識的作用應(yīng)引起足夠的重視，電池本身應(yīng)具有安全警示，并且附加適當(dāng)?shù)木媛暶?，需檢查確認標識的一致性。另外，電池的說明書中應(yīng)寫清合適的使用指導(dǎo)和推薦的充電方法等。