鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2024年09月10日
GB/T 2900.41-2008動力鋰離子電池
1. 范圍
本規范規定了動力鋰離子電池的定義、要求、測試方法、質量評定程序及標志、包裝、運輸、貯存。
本規范適用于動力鋰離子電池(以下簡稱電池)。
2. 引用標準
下列標準所包含的條文,通過在本規范中引用而構成為本規范的條文。本規范出版時,
所示版本均為有效。所有標準都會被修訂,使用本規范的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
GB 191-1990 包裝儲運圖示標志
GB/T 2828-2003 逐批檢查技術抽樣程序及抽樣表(適用于連續批的檢查)
GB/T 2829-2002 周期檢查技術抽樣程序及抽樣表(適用于生產過程穩定性的檢查)
GB/T 2900.41-2008 蓄電池名詞術語(Eqv. IEC 60050(482):2003)
3. 定義
本規范采用GB/T 2900.41-2008中規定的術語和下列定義。
3.1 動力鋰離子電池 power lithium-ion battery
指由一只或多只鋰離子單體蓄電池及附件組合而成的動力蓄能電池。
3..2 充電限制電壓 limited charge voltage
按生產廠規定,電池由恒流充電轉入恒壓充電時的電壓值。
3.3 額定容量 rated capacity
生產廠標明的電池容量,指電池在環境溫度為20℃?5℃條件下,以5h率放電至終止電壓時所應提供的電量,用C5表示,單位為Ah(安培小時)或mAh(毫安小時)。
3.4 標稱電壓 nominal voltage
用以表示電池電壓的近似值。
3.5 終止電壓 cut-off voltage
規定放電終止時電池的負載電壓,其值為n×2.75V(鋰離子單體電池的串聯只數用“n”表示,下同)。
4. 要求
4.1 外觀
a) 電池外表面應清潔,無機機械損傷,觸點無銹蝕;
b) 電池表面應有必須的產品標識(見7.1)。
4.2 20℃放電性能
4.2.1 0.2C5A放電性能
電池按5.3.2.3規定進行放電,放電時間應不低于5h。
4.2.2 1C5A放電性能
電池按5.3.2.4規定進行放電,放電時間應不低于51min。
4.3 高溫性能
電池在55℃?2℃下按5.3.3規定進行放電,放電時間應不低于51min,電池外觀應無變形、無爆裂。
4.4 低溫性能
電池在-20℃?2℃下按5.3.4規定進行放電,放電時間應不低于3h,電池外觀應無變形、無爆裂。
4.5 荷電保持能力
電池按5.3.5規定進行試驗,放電時間應不低于4.25h。
4.6 循環壽命
電池按5.3.6規定進行試驗,循環壽命應不低于300次。
4.7 環境適應性
4.7.1 恒定濕熱性能
電池按5.3.7.1規定進行試驗后,電池外觀應無明顯變形、銹蝕、冒煙或爆炸,放電時間應不低于36min。
4.7.2 振動
電池按5.3.7.2規定進行試驗,電池外觀應無明顯損傷、漏夜、冒煙和爆炸,電池電壓應不低于n×3.6V。
4.7.3 碰撞
電池按5.3.7.3規定進行試驗,電池外觀應無明顯損傷、漏夜、冒煙或爆炸,電池電壓應不低于n×3.6V。
4.7.4 自由跌落
電池按5.3.7.4規定進行試驗,電池應不漏夜、不冒煙、不爆炸,能插入蜂窩電話,鎖扣可靠;放電時間應不低于51min。
4.8 安全保護性能
4.8.1 過充電保護
電池按5.3.8.1規定進行試驗,電池應不爆炸、不起火、不冒煙或漏夜。
4.8.2 過放電保護
電池按5.3.8.2規定進行試驗,電池應不爆炸、不起火、不冒煙或漏夜。
4.8.3 短路保護
電池按5.3.8.3規定進行試驗,電池應不爆炸、不起火、不冒煙或漏夜;瞬時充電后,電池電壓應不小于n×3.6V。
4.9 電池安全要求
本項要求是模擬電池誤用或濫用情況下可能發生的安全性問題。
4.9.1 重物沖擊
電池按5.3.9.1規定進行試驗,應不起火、不爆炸。
4.9.2 熱沖擊
電池按5.3.9.2規定進行試驗,應不起火、不爆炸。
4.9.3 過充電
電池按5.3.9.3規定進行試驗,應不起火、不爆炸。
4.9.4 短路
電池按5.3.9.4規定進行試驗,應不起火、不爆炸,電池的外部溫度不得高于150℃。
4.10 貯存
電池貯存12個月,經完全充電后,0.2C5A放電時間不小于4h。
5. 測試方法
5.1 測試條件
除非另有規定,本規范中各項試驗應在試驗的標準大氣條件下進行:
溫度:15 ℃~35℃;
相對濕度:45%~75%;
大氣壓力:86kPa~106 kPa。
5.2 測量儀表與設備要求
5.2.1 測量電壓的儀表準確度應不低于0.5級,內阻應不小于10kΩ/V。
5.2.2 測量電流的儀表準確度應不低于0.5級。
5.2.3 測量時間用的儀表準確度應不低于?0.1%。
5.2.4 測量溫度的儀表準確度應不低于?0.5℃。
5.2.5 恒流源的電流恒定可調,在充電或放電過程中,其電流變化應在?0. 1%范圍內。
5.2.6 恒壓源電壓可調,其電壓變化范圍為?0. 5%。
5.3 試驗方法
5.3.1 外觀
用目測法檢查被測電池的外觀,應符合4.1的規定。
5.3.2 20℃放電特性
5.3.2.1 預循環
在環境溫度20℃?5℃的條件下,以0.2C5A充電,當電池端電壓達到充電限制電壓時,擱置0.5h~1h,再以0.2C5A電流放電到終止電壓。
5.3.2.2 充電制式
電池可采用下列制是之一進行充電:
a)在環境溫度20℃?5℃的條件下,以0.2C5A充電,當電池端電壓達到充電限制電壓時,改為恒壓充電,直到充電電流小于或等于0.01C5A,最長充電時間不大于8h,停止充電。此充電制式為檢驗的仲裁充電制式。
b)在環境溫度20℃?5℃的條件下,以1C5A充電,當電池端電壓達到充電限制電壓時,改為恒壓充電,直到充電電流小于或等于0.01C5A,最長充電時間不大于8h,停止充電。
5.3.2.3 0.2C5A放電性能
電池按5.3.2.2規定充電后擱置0.5h~1h,在20℃?5℃的溫度下,以0.2C5A電流放電到終止電壓。
上述試驗可以重復循環5次,當有一次循環的電池容量符合4.2.1的規定時,試驗即可停止。
5.3.2.4 1C5A放電特性
電池按5.3.2.2規定充電后擱置0.5h~1h,在20℃?5℃的溫度下,以1C5A電流放電到終止電壓,電池的放電時間應符合4.2.2的規定。
5.3.3 高溫性能
電池按5.3.2.2規定充電結束后,將電池放入55℃?2℃的高溫箱中恒溫2h,然后以1C5A電流放電至終止電壓,放電時間應符合4.3的規定。該試驗結束后,將電池取出在環境溫度20℃?5℃的條件下擱置2h,然后目測電池外觀,應符合4.3的規定。
5.3.4 低溫特性
電池按5.3.2.2規定充電結束后,將電池放入-20℃?2℃的低溫箱中恒溫16h~24h后,以0.2C5A電流放電至終止電壓,放電時間應符合4.4的規定。該試驗結束后,將電池取出在環境溫度20℃?5℃的條件下擱置2h,然后目測電池外觀,應符合4.4的規定。
5.3.5 荷電保持能力
電池按5.3.2.2規定充電結束后,在環境溫度為20℃?5℃的條件下,將電池開路擱置28d,再以0.2C5A電流進行放電至終止電壓,其放電時間應符合4.5的規定。
5.3.6 循環壽命
5.3.6.1 電池循環壽命試驗應在環境溫度20℃?5℃的條件下進行。
5.3.6.2 在環境溫度20℃?5℃的條件下,以1C5A充電,當電池端電壓達到充電限制電壓時,改為恒壓充電,直到充電電流小于或等于20mA,停止充電,擱置0.5h~1h,再進行下一個充放電循環,直至連續兩次放電時間小于36min,則認為壽命終止。電池的循環壽命應符合4.6規定。
5.3.7 環境適應性
5.3.7.1 恒定濕熱性能
電池按5.3.2.2規定充電結束后,將電池放入40℃?2℃,相對濕度為90%~95%的恒溫恒濕箱中擱置48h后,將電池取出在環境溫度20℃?5℃的條件下擱置2h,目測電池外觀,應符合4.7.1的規定;再以1C5A電流的振幅調整好試驗設備,X、Y、Z三個方向每個方向上從10Hz~55Hz循環掃頻震動30min,掃頻速率為1oct/min;
振動頻率:10Hz~30Hz 位移幅值(單振幅):0.38mm
振動頻率:30Hz~35Hz 位移幅值(單振幅):0.19mm
振動結束后電池外觀及電池電壓應符合4.7.2的規定。
5.3.7.3 碰撞
電池按5.3.7.2規定試驗結束后,將電池平均按X、Y、Z三個互相垂直軸向直接或通過夾具堅固在臺面上,按下述要求調好加速度、脈沖持續時間,進行碰撞試驗。
脈沖峰值加速度 100m/s2
每分鐘碰撞次數 40~80
脈沖持續時間 16 ms
碰撞次數 1000?10
碰撞結束后將電池自實驗臺取下,電池外觀及電池電壓應符合4.7.3的規定。
5.3.7.4 自由跌落
電池按5.3.7.3規定實驗結束后,將電池樣品由高度(最低點高度)為1000mm的位置自由跌落到置于水泥地面上的18mm~20mm厚的硬木版上,從X、Y、Z正負方向(六個方向)每個方向自由跌落1次。
自由跌落結束后,將電池以1C5A電流放電至終止電壓。然后按5.3.2.4規定進行充放電循環,至放電時間符合4.7.4的規定,即可終止充放電循環,充放電循環次數應不多于3次。
5.3.8 安全保護性能
5.3.8.1 過充電保護
電池按5.3.2.2規定充電結束后,用恒流恒壓源持續給電池加載8h,恒流恒壓源電壓設定為2倍標稱電壓,電流設定為21C5A的外接電流,電池應符合4.8.1規定的要求。
5.3.8.2 過放電保護
電池在環境溫度20℃?5℃的條件下,以0.2C5A放電至終止電壓后,外接(30*n)Ω負載放電24h,電池應符合4.8.2規定的要求。
5.3.8.3 短路保護
電池按5.3.2.2規定充電之后,將正負極用0.1Ω電阻器短路1h,電池應符合4.8.3規定的要求。將正負極斷開,電池以1C5A電流瞬時充電5s后用電壓表測量電池電壓,應符合4.8.3規定的要求。
注:以上安全性能試驗應在有保護措施的條件下進行。
5.3.9 電池安全要求
所用的鋰離子單體電池若已通過安全認證或能提供制造廠進行下述四項安全試驗的報告,則不進行本條規定的試驗。
下述實驗應在有強制排風條件及防爆措施的裝置內進行。在試驗前所有電池都要按5.3.2.2規定充電,并擱置24h后,再進行以下試驗。
5.3.9.1 重物沖擊
電池放置于沖擊臺上,將10kg重錘自1m高度自由落下,沖擊已固定在夾具中的電池(電池的面積最大的面應與臺面垂直),電池允許發生變形,但應符合4.9.1的要求。
5.3.9.2 熱沖擊
電池放置于熱箱中,溫度以(5℃?2℃)/mm的速率升至150℃?2℃并保溫30min,電池應符合4.9.2的要求。
5.3.9.3 過充電
本項試驗應在拆除電池外保護線路后進行。
將接有熱電偶的電池置于通風櫥中,連接正負極于一恒流恒壓電源,調節電流至3C5A、電壓為n*10V,然后對電池以3C5A充電,直到電池電壓為n*10V,電流降到接近0A。試驗過程中監視電池溫度變化,當電池溫度下降到比峰值低約10℃時,結束試驗。電池應符合4.9.3的要求。
5.3.9.4 短路
本項實驗應在拆除電池外保護線路后進行。
將接有熱電偶的電池置于通風櫥中,短路其正負極(線路總電阻不大于50mΩ),試驗過程中監視電池溫度變化,當電池溫度下降到比峰值低約10℃時,結束試驗。電池應符合4.9.4的要求。
5.3.10 貯存
進行貯存試驗的電池應選自生產日期到試驗日期不足3個月的電池,電池貯存前應按5.3.2.2規定的制式給電池充入40%~50%的容量,然后在環境溫度20℃?5℃,相對濕度45%~85%的環境中貯存。貯存期滿后,電池按5.3.2.2進行充放電,放電時間應符合4.10規定。
6. 質量評定程序
6.1 檢驗分類
本規范規定的檢驗分為;
a)鑒定檢驗;
b)質量一致性檢驗。
6.2 鑒定檢驗
鑒定檢驗一般在產品設計定型和生產定性時進行,但在產品的主要設計、工藝、元器件及材料有重大改變,影響產品的重要性能,使原來的鑒定結論不再有效時,也應進行鑒定檢驗。
表1 鑒定檢驗
組號 | 檢驗項目 | 要求 章條號 | 測試方法 章條號 | 樣品數量 | 允許不合格電池數 | |
1 | 外觀 | 4.1 | 5.3.1 | 24 | 0 | |
0.2C5A放電性能 | 4.2.1 | 5.3.2.3 | ||||
2 | 1C5A放電性能 | 4.2.2 | 5.3.2.4 | 3 | ||
高溫性能 | 4.3 | 5.3.3 | ||||
低溫性能 | 4.4 | 5.3.4 | ||||
3 | 荷電保持能力 | 4.5 | 5.3.5 | 3 | ||
4 | 環境適應性 | 恒定濕熱性能 | 4.7.1 | 5.3.7.1 | 3 | |
振動 | 4.7.2 | 5.3.7.2 | ||||
碰撞 | 4.7.3 | 5.3.7.3 | ||||
自由跌落 | 4.7.4 | 5.3.7.4 | ||||
5 | 安全保護 性能 | 過充電保護性能 | 4.8.1 | 5.3.8.1 | 3 | |
過放電保護性能 | 4.8.2 | 5.3.8.2 | ||||
短路保護性能 | 4.8.3 | 5.3.8.3 | ||||
6 | 電池安全 性能要求 | 重物沖擊 | 4.9.1 | 5.3.9.1 | 3 | |
熱沖擊 | 4.9.2 | 5.3.9.2 | 3 | |||
過充電 | 4.9.3 | 5.3.9.3 | 31) | |||
短路 | 4.9.4 | 5.3.9.4 | 32) | |||
7 | 循環壽命 | 4.6 | 5.3.6 | 3 | ||
8 | 貯存 | 4.10 | 5.3.10 | 3 |
1)指進行完第2組試驗的電池。 2)指進行完第5組試驗的電池。 |
6.2.1 抽樣方案
鑒定檢驗的樣品是使用與正常生產相同的材料、設備和工藝生產并隨機抽取的,樣品數量見表。
6.2.2 檢驗項目
鑒定檢驗項目、順序及分組按表1規定。
6.2.3 判定項目
當所有檢驗項目均滿足規定時,則判定為鑒定檢驗合格。如果任何一個檢驗項目不符合規定的要求時,應暫停檢驗,生產方對不合格項目進行分析,找出不合格原因并采取糾正措施后,可繼續進行檢驗。若重新檢驗合格,則仍判鑒定檢驗合格;若重新檢驗仍有某個項目不符合規定的要求,則判定鑒定檢驗不合格。
6.3 質量一致性檢驗
電池組的質量一致性檢驗分逐批檢驗和周期檢驗,用以判定產品生產過程中能否合格保證產品質量的持續穩定。
6.3.1 逐批檢驗
6.3.1.1 供檢驗的樣品在交驗的產品中隨機抽取,采用GB/T2828的正常檢驗一次抽樣方案,檢驗項目、要求、測試方法、檢查水平(IL)及合格質量水平(AQL)按表2規定。
表2 逐批檢驗
組號 | 檢驗項目 | 要求章節號 | 測試方法章節號 | IL | AQL |
1 | 外觀 | 4.1 | 5.3.1 | II | 4.0 |
2 | 0.2C5A放電性能 | 4.2.1 | 5.3.2.3 | S-3 | 2.5 |
1C5A放電性能 | 4.2.2 | 5.3.2.4 |
6.3.1.2 逐批檢驗后,按GB/T2828-1987中4.12規定對產品進行處置。
6.3.2 周期檢驗
6.3.2.1 周期檢驗的樣品在逐批檢驗合格的產品中隨機抽取,采用GB/T2829的一次抽樣方案,檢驗項目、順序及分組、要求、測試方法、抽樣周期、判別水平(DL)、不合格質量水平(RQL)及判定數組(AcRe)按表3規定。
表3 周期檢驗
組號 檢驗項目 要求章條號 測試方法章條號 抽樣周期 DL RQL(AC Re)
1 高溫性能 4.3 5.3.3 90d Ⅰ 20(0 1)
低溫性能 4.4 5.3.4
2 荷電保持能力 4.5 5.3.5
3 環境適應性 恒定濕熱性能 4.7.1 5.3.7.1 0.5a 15(0 1)
振動 4.7.2 5.3.7.2
碰撞 4.7.3 5.3.7.3
自由跌落 4.7.4 5.3.7.4
4 安全保護性能 過充電保護性能 4.8.1 5.3.8.1 20(0 1)
過放電保護性能 4.8.2 5.3.8.2
短路保護性能 4.8.3 5.3.8.3
5 電池安全要求 重物沖擊 4.9.1 5.3.9.1
熱沖擊 4.9.2 5.3.9.2
過充電 4.9.3 5.3.9.3
短路 4.9.4 5.3.9.4
6 循環壽命 4.6 5.3.6 1a
7 貯存 4.10 5.3.10
6.3.2.2 周期檢驗完成后,按GB/T 2829-1987中4.12規定對產品批進行處理。
7 標志、包裝、運輸、貯存
7.1 標志
每個電池上應有下列中文標志:產品名稱、型號、標稱電壓、額定容量、充電限制電壓、執行標準編號、正負極性、制造日期或批號、制造廠名、商標和警示說明,其中允許將執行標準編號、廠址、郵編和聯系電話標識在包裝或使用說明書中。
7.2 包裝
每個電池都應有外包裝,包裝內應附有產品使用說明書。包裝好的產品應放在干燥、防塵、防潮的包裝箱內。
包裝箱外應標明產品名稱、型號、數量、毛重、制造廠商、出廠日期、應有“小心輕放”、“怕濕”、“向上”等必要標志,其包裝儲運圖示標志應符合GB 191規定。
7.3 運輸
電池應包裝成箱進行運輸,在運輸過程中應防止劇烈振動、沖擊或擠壓,防止日曬雨淋,可使用汽車、火車、輪船、飛機等交通工具進行運輸。
7.4 貯存
電池應貯存在環境溫度為-5℃~35℃,相對濕度不大于75%的清潔、干燥、通風的室內,應避免與腐蝕性物質接觸,應遠離火源及熱源。