充电宝国标综述.docx
- 文档编号:25017305
- 上传时间:2023-06-03
- 格式:DOCX
- 页数:49
- 大小:491.86KB
充电宝国标综述.docx
《充电宝国标综述.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《充电宝国标综述.docx(49页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
充电宝国标综述
中国质量认证中心认证技术规范
CQCXXXX-XXXX
便携式电子产品用锂离子电池和电池组
安全认证技术规范
SafetyCertificationCriteriaforLithium-ionCellsandBatteriesUsedinPortableElectronicEquipment
(申请备案稿)
****-**-**发布****-**-**实施
中国质量认证中心发布
前言
本技术规范是便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全认证依据。
本技术规范由中国质量认证中心(CQC)提出并归口。
本技术规范由中国质量认证中心发布,版权归中国电子技术标准化研究院所有,任何组织及个人未经中国电子技术标准化研究院许可,不得以任何形式全部或部分使用。
本技术规范作为评价便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全性的基准,未通过中国质量认证中心认证的产品不得明示符合此技术规范。
本技术规范起草单位:
中国电子技术标准化研究院、深圳市比克电池有限公司、天津力神电池股份有限公司、东莞新能源科技有限公司、欣旺达电子股份有限公司、飞毛腿(福建)电子有限公司、北京中星微电子有限公司。
本技术规范主要起草人:
何鹏林、胡京平、曹璇、苏金然、陈志奎、伍渊明、李武岐、陈顺通、冯海玉。
便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全认证技术规范
1适用范围
本技术规范规定了便携式电子产品用锂离子电池和电池组的安全要求。
本技术规范适用于便携式电子产品用的锂离子电池和电池组(以下简称为电池和电池组)。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本技术规范。
GB4943.1信息技术设备安全第1部分:
通用要求
GB/T5169.5—2008电工电子产品着火危险试验第5部分:
试验火焰针焰试验方法、装置、确认试验方法和导则
GB/T5330—2003工业用金属丝编织方孔筛网
GB/T6005—2008试验筛金属丝编织网、穿孔板和电成型薄板筛孔的基本尺寸
GB8898音频、视频及类似电子设备安全要求
GB/T17626.2静电放电抗扰度试验
3术语和定义
下列术语和定义适用于本技术规范。
3.1
锂离子电池lithiumioncell
含有锂离子的能够直接将化学能转化为电能的装置。
该装置包括电极、隔膜、电解质、容器和端子等,并被设计成可充电。
3.2
锂离子电池组lithiumionbattery
含有锂离子的能够直接将化学能转化为电能的装置。
该装置包括电极、隔膜、电解质、容器和端子等,并被设计成可充电。
3.3
便携式电子产品portableelectronicequipment
不超过18kg的预定可由使用人员经常携带的移动式电子产品。
3.4
手持式电子产品hand-heldelectronicequipment
在正常使用时要用手握持的便携式电子产品。
3.5
用户可更换型电池组userreplaceablebattery
应用于便携式电子产品中且允许用户直接更换的锂离子电池组。
3.6
非用户更换型电池/电池组non-userreplaceablecell/battery
内置于便携式电子产品中且不允许用户直接更换的锂离子电池或锂离子电池组。
3.7
额定容量ratedcapacity
C
制造商标明的电池或电池组容量。
注:
单位为安时(Ah)或毫安时(mAh)。
3.8
充电限制电压limitedchargingvoltage
Ucl
制造商规定的电池或电池组的额定最大充电电压。
注:
例如单节钴酸锂/石墨体系电池的充电限制电压一般为4.20V。
3.9
充电上限电压upperlimitedchargingvoltage
Uup
制造商规定的电池或电池组能承受的最高安全充电电压。
注:
例如单节钴酸锂/石墨体系电池的充电上限电压一般为4.25V。
3.10
过压充电保护电压overvoltageforchargeprotection
Ucp
制造商规定的大电压充电时的保护电路动作电压。
3.11
放电截止电压dischargecut-offvoltage
Udo
制造商规定的放电终止时电池或电池组的负载电压。
3.12
欠压放电保护电压lowvoltagefordischargeprotection
Udp
制造商规定的低电压放电时的保护电路动作电压。
3.13
推荐充电电流recommendationchargingcurrent
Icr
制造商推荐的恒流充电电流。
3.14
最大充电电流maximumchargingcurrent
Icm
制造商规定的最大的恒流充电电流。
3.15
过流充电保护电流overcurrentforchargeprotection
Icp
制造商规定的大电流充电时的保护电路动作电流。
3.16
推荐放电电流recommendationdischargingcurrent
Idr
制造商推荐的持续放电电流。
3.17
最大放电电流maximumdischargingcurrent
Idm
制造商规定的最大持续放电电流。
3.18
过流放电保护电流overcurrentfordischargeprotection
Idp
制造商规定的大电流放电时的保护电路动作电流。
3.19
上限充电温度upperlimitedchargingtemperature
Tcm
制造商规定的电池或电池组充电时的最高环境温度。
注:
该温度为环境温度,不是电池或电池组的表面温度。
3.20
上限放电温度upperlimiteddischargingtemperature
Tdm
制造商规定的电池或电池组放电时的最高环境温度。
注:
该温度为环境温度,不是电池或电池组的表面温度。
3.21
漏液leakage
可见的液体电解质的漏出。
3.22
泄气venting
电池或电池组中内部压力增加时,气体通过预先设计好的防爆装置释放出来。
3.23
破裂rupture
由于内部或外部因素引起电池外壳或电池组壳体的机械损伤,导致内部物质暴露或溢出,但没有喷出。
3.24
起火fire
锂离子电池或电池组有可见火焰。
3.25
爆炸explosion
锂离子电池或电池组的外壳剧烈破裂导致主要成分喷射出来。
3.26
防火防护外壳fireenclosure
用来使燃烧或火焰的蔓延减小到最低限度的部件。
3.27
型式试验typetest
对有代表性的样品所进行的试验,其目的是确定其设计和制造是否能符合本标准的要求。
3.28
例行试验routinetest
在制造期间或制造后对每个独立产品进行的试验,以检验其是否符合相关的判据。
4试验条件
4.1试验的适用性
只有涉及到安全性时才进行本标准规定的试验。
在标准内容约定某一类电池或电池组因为产品的设计、结构、功能上的制约而明确对该产品的试验不适用时,可不进行该试验。
如因受产品设计、构造或功能上的制约而无法对电池或电池组进行试验,而这种试验又必须实施时,可连同使用该电池或电池组的电子产品、该电子产品附属的充电器或构成该电子产品一部分的零部件,与电池或电池组一起进行相关试验。
注:
便携式电子产品及其附带的充电器或者构成其一部分的零部件来自该电池或电池组的制造商或者电子产品的制造商,并由该制造商提供操作说明。
除非另有规定,测试完成后的样品不要求还能正常使用。
4.2试验的环境条件
除非另有规定,试验一般在下列条件下进行:
——温度:
20℃±5℃;
——相对湿度:
不大于75%;
——气压:
86kPa~106kPa。
4.3参数测量公差
相对于规定值或实际值,所有控制值或测量值的准确度应在下述公差范围内:
a)电压:
±1%;
b)电流:
±1%;
c)温度:
±2℃;
d)时间:
±0.1%;
e)容量:
±1%。
上述公差包含了所用测量仪器的准确度、所采用的测试方法以及测试过程中引入的所有其他误差。
选择模拟仪器可参见GB/T7676,选择数字仪器可参见IEC60485。
在任何一份记录结果的报告中都应提供所使用的测试设备的详细资料。
4.4温度测量方法
采用热电偶法来测量电池或电池组的表面温度。
温度测试点应位于电池或电池组的几何中心表面或侧边接触点及其他位置,选取温度最高点作为试验判定依据。
4.5测试用充放电程序
4.5.1测试用充电程序
电池或电池组按照制造商规定的方法进行充电。
注:
在充电前电池或电池组先按照制造商规定的方法放电至放电截止电压。
4.5.2测试用放电程序
电池或电池组依照制造商规定的电流进行恒流放电至放电截止电压。
4.6模拟故障或异常工作条件
如果要求施加模拟故障或异常工作条件,则应当依次施加,一次模拟一个故障。
对由模拟故障或异常工作条件直接导致的故障被认为是模拟故障或异常工作条件的一部分。
当设置某单一故障时,这个单一故障包括任何元器件的失效。
应当通过检查电路板、电路图和元器件规范来确定出可以合理预计到会发生的故障条件,例如:
——半导体器件的短路和开路;
——电容器的短路和开路;
——限流器件的短路和开路;
——限压器件的短路和开路;
——使集成电路形成功耗过大的内部故障。
4.7型式试验
除非另有说明,本标准规定的试验均为型式试验。
4.7.1样品的要求
除非另有规定,被测试样品应当是客户将要接受的产品的代表性样品,包括小批量试产样品或是准备向客户交货的产品。
若试验需要引入导线测试或连接时,引入导线测试或连接产生的总电阻应小于20mΩ。
4.7.2样品的数量
除特殊说明外,每个试验项目的样品为3个。
4.7.3电池样品容量测试
电池样品的实际容量应大于或等于其额定容量,否则不能作为型式试验的典型样品。
电池先按照4.5.1规定的充电程序充满电,搁置10min,再按照4.5.2规定的放电程序放电,放电时所提供的容量即为电池的实际容量。
当对容量测试结果有异议时,可依据23℃±2℃的环境温度作为仲裁条件重新测试。
4.7.4样品的预处理
电池或电池组按照4.5规定的充放电程序进行两个充放电循环,充放电程序之间搁置10min。
注:
对于电池样品可同时进行容量测试。
4.7.5试验项目
表1为电池的型式试验项目,表中阿拉伯数字为测试样品编号。
表1电池型式试验
项目
本标准章条号
试验内容
样品
试验条件
4.7.3
电池容量测试
全部
4.7.4
样品预处理
全部
一般安全要求a
5.2
安全工作参数
-
5.3.1
标识要求
电池电安全试验
6.1
常温外部短路
1~3
6.2
高温外部短路
4~6
6.3
过充电
7~9
6.4
强制放电
10~12
表1电池型式试验(续)
项目
本标准章条号
试验内容
样品
电池环境试验
7.1
低气压
4~6
7.2
温度循环
4~6
7.3
振动
4~6
7.4
加速度冲击
4~6
7.5
跌落
13~15
7.6
挤压
16~18
7.7
重物冲击
19~21
7.8
热滥用
22~24
7.9
燃烧喷射
25~27
a对厂商提供的标签、说明书、材料等进行检查和试验。
表2为电池组的型式试验项目。
表2电池组型式试验
项目
本标准章条号
试验内容
样品
试验条件
4.7.4
样品预处理
全部
一般安全要求a
5.2
安全工作参数
-
5.3.1
标识要求
5.3.2
警示说明
5.3.3
耐久性
电池组环境试验
8.1
低气压
1~3
8.2
温度循环
1~3
8.3
振动
1~3
8.4
加速度冲击
1~3
8.5
跌落
4~6
8.6
应力消除
7~9
8.7
高温
10~12
8.8
洗涤
见8.8
8.9
阻燃要求
见8.9
电池组电安全试验
9.2
过压充电
13~15
9.3
过流充电
16~18
9.4
欠压放电
19~21
9.5
过载
22~24
9.6
短路
25~27
9.7
反向充电
28~30
9.8
静态放电
31~33
a对厂商提供的标签、说明书、材料等进行检查和试验。
对于非用户更换型电池,应将其安装在电子产品中作为整体样品进行本标准第8章的测试;对于非用户更换型电池组,可以将其置于电子产品中作为整体样品进行进行本标准第8章的测试。
对于自身带保护电路的电池组,可能还需要进行表3所示的试验。
表3保护电路型式试验
项目
本标准章条号
试验内容
样品
电池组保护电路安全要求
10.2
过压充电保护
每项试验各使用1个样品
10.3
过流充电保护
10.4
欠压放电保护
10.5
过载保护
10.6
短路保护
10.7
耐高压
对于自身不带保护电路但在其充电器或由其供电的电子产品中带有保护电路的电池组或电池,还应进行表4所示的试验。
表4系统保护电路型式试验
项目
本标准章条号
试验内容
样品
系统保护电路安全要求
11.2
充电电压控制
样品为至少1个由该电池或电池组供电的电子产品或其控制部分
11.3
充电电流控制
11.4
放电电压控制
11.5
放电电流控制
11.6
充放电温度控制
对于多级串联构成的电池或电池组,还应满足第12章一致性的要求。
4.7.6试验顺序
电池和电池组试验顺序见附录C。
4.7.7试验判据
只有当某项试验的受试样品全部测试合格,才可判定该项试验合格。
5一般安全要求
5.1一般安全性的考虑
电池和电池组的安全性从两种应用条件加以考虑:
a)预期使用;
b)合理可预见误用。
5.2安全工作参数
为确保电池和电池组在不同条件下的使用安全,应规定其安全工作条件,包括温度范围、电压范围和电流范围等参数。
由于电池材料体系和结构的差异,其安全工作参数值可能不同。
注:
钴酸锂-石墨体系电池的工作范围示例图参见附录D。
制造商应在规格书中至少标明表5中的信息。
表5规格书中至少标明的信息
安全工作参数
符号
电池
电池组
充电限制电压
Ucl
√
√
充电上限电压
Uup
√
√
放电截止电压
Udo
√
√
推荐充电电流
Icr
√
√
最大充电电流
Icm
√
√
推荐放电电流
Idr
√
√
最大放电电流
Idm
√
√
过压充电保护电压
Ucp
—
√
过流充电保护电流
Icp
—
√
欠压放电保护电压
Udp
—
√
过流放电保护电流
Idp
—
√
上限充电温度
Tcm
√
√
上限放电温度
Tdm
√
√
本表中“√”为必选项,“—”为任选项。
5.3标识和警示说明
5.3.1标识要求
应用中文至少标明以下标识:
——产品名称、型号;
——额定容量、充电限制电压;
——正负极性,使用“正、负”字样、“+、-”符号或不同颜色(例如红色和黑色)表示;
——制造商或商标。
对于电池组,以上标识均应在电池组本体上标明,对于结构上能够保证用户在任何使用情况下都不可能导致误插的产品,可以不进行极性标识。
对于电池,额定容量、型号和正负极性应在本体上标明。
其余标识允许在包装或规格书上标明,但若制造商和用户达成协议,用于组合电池组的组成电池可以不进行标识。
5.3.2警示说明
电池组的本体或最小包装上应有中文警示说明,例如:
禁止拆解、撞击、挤压或投入火中。
若出现严重鼓胀,请勿继续使用。
请勿置于高温环境中。
注:
当电池组单独销售时,最小包装是指电池组的最小包装;当电池组和电子产品一起销售时,最小包装也可以是该电子产品的最小包装。
5.3.3耐久性
电池组本体上的标识和警示说明应清晰可辨。
本标准所要求的电池组本体上的任何标识和警示说明应当是能耐久的和醒目的。
在考虑其耐久性时,应当把正常使用时对其影响考虑进去。
通过检查和擦拭标识和警示说明来检验其是否合格。
擦拭标识和警示说明时,应当用一块蘸有水的棉布用手擦拭15s,然后再用一块蘸有75%的医用酒精的棉布用手擦拭15s,在本条款试验后,标识和警示说明仍应当清晰,铭牌不应轻易被揭掉,而且不得出现卷边。
注:
本条仅适用于用户可更换型电池组。
5.4安全关键元器件
5.4.1基本要求
在涉及安全的情况下,电池、电池组及保护电路中的元器件,如正温度系数热敏电阻器(PTC)、热熔断体等,应当符合本标准的要求,或者符合有关元器件的国家标准、行业标准或其他规范中与安全有关的要求。
注:
只有当某一元器件明显属于某一元器件国家标准、行业标准或其他的适用范围内时,才能认为该标准是有关的。
5.4.2元器件的评定和试验
元器件的评定和试验应当按下列规定进行:
1——当元器件已被证实符合与有关的元器件国家标准、行业标准或其他规范相协调的某一标准时,应当检查该元器件是否按其额定值正确应用和使用。
该元器件还应当作为电池、电池组或保护电路的一个组成部分承受本标准规定的有关试验,但不承受有关的元器件国家、行业标准或其他规范中规定的那部分试验;
2——当元器件未如上所述证实其是否符合有关标准时,应当检查该元器件是否按规定的额定值正确应用和使用。
该元器件还应当作为电池、电池组或保护电路的一个组成部分承受本标准规定的有关试验,而且还要按电池、电池组或保护电路中实际存在的条件,承受该元器件标准规定的有关试验;
注:
为了检验元器件是否符合某个元器件的标准,通常单独对元器件进行有关试验。
3——如果某元器件没有对应的国家标准、行业标准或其他规范,或元器件在电路中不按它们规定的额定值使用,则该元器件应当按电池、电池组或保护电路中实际存在的条件进行试验。
试验所需要的样品数量通常与等效标准所要求的数量相同。
6电池电安全试验
6.1常温外部短路
将电池按照4.5.1规定的试验方法充满电后,放置在20℃±5℃的环境中,待电池温度达到20℃±5℃后,再放置30min。
然后用导线连接电池正负极端,并确保全部外部电阻为80mΩ±20mΩ。
试验过程中监测电池温度变化,当出现以下两种情形之一时,试验终止。
a)电池温度下降到比峰值低20%;
b)短接时间达到24h。
电池应不起火、不爆炸,最高温度不超过150℃。
注:
导线的电阻率温度系数小于5×10-3℃-1,如康铜线等。
6.2高温外部短路
将电池按照4.5.1规定的试验方法充满电后,放置在55℃±5℃的环境中,待电池温度达到55℃±5℃后,再放置30min。
然后用导线连接电池正负极端,并确保全部外部电阻为80mΩ±20mΩ。
试验过程中监测电池温度变化,当出现以下两种情形之一时,试验终止。
a)电池温度下降到比峰值低20%;
b)短接时间达到24h。
电池应不起火、不爆炸,最高温度不超过150℃。
注:
导线的电阻率温度系数小于5×10-3℃-1,如康铜线等。
6.3过充电
将电池按照4.5.2规定的试验方法放完电后,先用3CA及制造商推荐充电电流的3倍中较大值恒流充电至表6的试验电压,然后用该试验电压恒压充电。
表6不同类型正极材料的过充电电压(石墨为负极)
钴酸锂
锰酸锂
三元材料
磷酸亚铁锂
过充电电压(V)
4.6
4.6
4.6
5.0
对于其他材料体系的电池的试验电压至少应为4.6V。
试验过程中监测电池温度变化,当出现以下两种情形之一时,试验终止。
a)电池持续充电时间达到7h及制造商定义充电时间中较大值;
b)电池温度下降到比峰值低20%。
电池应不起火、不爆炸。
6.4强制放电
将电池按照4.5.2规定的试验方法放完电后,以1CA电流反向充电90min。
电池应不起火、不爆炸。
7电池安全环境试验
本章仅适用于锂离子电池,具体试验方法可参照GB/T2423中的相关条款。
7.1低气压
将电池按照4.5.1规定的试验方法充满电后,将电池放置于20℃±5℃的真空箱中,抽真空将箱内压强降低至11.6kPa(模拟海拔15240m),并保持6h。
电池应不起火、不爆炸、不漏液。
7.2温度循环
将电池按照4.5.1规定的试验方法充满电后,将电池放置在试验箱内按照如下步骤进行试验(见图1):
a)在75℃±2℃的温度下保持6h;
b)在-40℃±2℃的温度下保持6h;
c)重复步骤a)~b),共循环10次;
d)恢复至20℃±5℃的环境温度。
试验过程中每两个温度之间的转换时间不大于30min。
图1温度循环流程示意图
电池应不起火、不爆炸、不漏液。
7.3振动
将电池按照4.5.1规定的试验方法充满电后,将电池紧固在振动试验台上,按下表7中的参数进行正弦振动测试.
表7振动波形(正弦曲线)
频率
振动参数
对数扫频循环时间
(7Hz-200Hz-7Hz)
轴向
振动周期数
起始
至
f1=7Hz
f2
a1=1gn
15min
X
12
f2
f3
S=0.8mm
Y
12
f3
f4=200Hz
a2=8gn
Z
12
返回至f1=7Hz
总计
36
f1、f4——下限、上限频率;
f2、f3——交越点频率(f2≈17.62Hz、f3≈49.84Hz);
a1、a2——加速度幅度;
S——位移幅度。
注:
振动参数是指位移或加速度的最大绝对数值,例如:
位移量为0.8mm对应的峰值-峰值的位移量为1.6mm.
每个方向进行12个循环,每个方向循环时间共计3h的振动。
圆柱型和纽扣型电池按照其轴向和径向两个方向进行振动试验,方型和软包装电池按照三个相互垂直的方向进行振动试验。
电池应不起火、不爆炸、不漏液。
7.4加速度冲击
将电池按照4.5.1规定的试验方法充满电后,固定在冲击台上,进行半正弦脉冲冲击实验,在最初的3ms内,最小平均加速度为75gn,峰值加速度为150gn±25gn,脉冲持续时间为6ms±1ms。
电池每个方向进行三次加速度冲击试验。
圆柱型和纽扣型电池按照其轴向和径向两个方向进行冲击试验,方型和软包装电池按照三个相互垂直的方向依次进行冲击试验。
电池应不起火、不爆炸、不漏液。
7.5跌落
将电池按照4.5.1规定的试验方法充满电后,按1m的跌落高度自由落体跌落于混凝土板上。
圆柱型和纽扣型电池两个端面各跌落一次,圆柱面跌落两次,共计进行四次跌落试验;方型和软包装电池每个面各跌落一次,共进行六次试验。
电池应不起火、不爆炸。
7.6挤压
将电池按照4.5.1规定的试验方法充满电后,将电池置于两个平面内,垂直于极板方向进行挤压,两平板间施加13.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 充电 国标 综述