蜂窩電話用鋰離子電池的測試要求
2011-04-12
1 范圍
本規(guī)范規(guī)定了蜂窩電話用鋰離子電池的定義、要求、測試方法、質量評定程序及標志、包裝、運輸、貯存。
本規(guī)范適用于蜂窩電話用鋰離子電池(以下簡稱電池)。
2 引用標準
以下標準所包含的條文，通過在本規(guī)范中引用而構成本規(guī)范的條文。本規(guī)范出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修改，使用本規(guī)范的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
GB191-1990 包裝儲運圖示標志
GB/T 2828-1987 逐批檢查計數抽樣程序及抽樣表(適用于連續(xù)批的檢查)
GB/T 2829-1987 周期檢查計數抽樣程序及抽樣表(適用于生產過程穩(wěn)定性的檢查)
GB/T 2900.11-1988 蓄電池名詞術語(eqv IEC 60486:1986)
3 定義
本規(guī)范采用GB/T 2900.11中的規(guī)定的術語和下列定義。
3.1 蜂窩電話用鋰離子電池lithium-ion battery for cellular phone
指由一只或多只鋰離子單體蓄電池及附件組合而成的，用于蜂窩電話的電池。
3.2 充電限制電壓 limited charge voltage
按生產廠規(guī)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(huán)境試驗設備溫度為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視值。
3.5 終止電壓 cut-off voltage
規(guī)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(lián)只數用“n”表示，下同)。
4要求
4.1外觀
a) 電池外表面應清潔，無機械損傷，觸點無銹蝕;
b) 電池表面應有必須的產品標示(見7.1);
c) 與蜂窩電話或模擬裝置配合，開機應工作正常，鎖扣可靠。
4.2 20℃放電性能
4.2.1 0.2C5A放電性能
電池按5.3.2.3規(guī)定進行放電，放電時間應不低于5h。
4.2.2 1C5A放電性能
電地按5.3.2.4規(guī)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(guī)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(guī)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。
對聚合物鋰離子電池，電池在-10℃±5℃下按5.3.5規(guī)定進行放電，放電時間應不低于3.5h，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(guī)定進行試驗，放電時間應不低于4.25 h。
4.6 循環(huán)壽命
電池按5.3.6規(guī)定進行試驗，循環(huán)壽命應不低于300次。
4.7 環(huán)境試驗設備適應性
4.7.1 恒定濕熱性能
電池按5.3.7.1規(guī)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36 min。
4.7.2 振動
電池按5.3.7.2規(guī)定進行試驗，電池外觀應無明顯損傷、漏液、冒煙或爆炸，電池電壓應不低于n×3.6V。
4.7.3 碰撞
電池按5.3.7.3規(guī)定進行試驗，電池外觀應無明顯損傷、漏液、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(guī)定進行試驗，電池應不漏液、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(guī)定進行試驗，電池應不爆炸、不起火、不冒煙或漏液。
4.8.2 過放電保護
電池按5.3.8.2規(guī)定進行試驗，電池應不爆炸、不起火、不冒煙或漏液。
4.8.3 短路保護
電池按5.3.8.3規(guī)定進行試驗，電池應不爆炸、不起火、不冒煙或漏液;瞬時充電后，電池電壓應不小于nX3.6 V。
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(fā)生的安全性問題。
4.9.1 重物沖擊
電池按5.3.9.1規(guī)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(guī)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(guī)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(guī)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，0.2 C5A放電時間不小于4h。
5測試方法
5.1測試條件
除非另有規(guī)定，本規(guī)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～106kPa。
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不低于±0.l%。
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±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，并檢查電池與蜂窩電話或模擬裝置配合情況，應符合4.1的規(guī)定
5.3.2 20℃放電性能
5.3.2.1 預循環(huán)
在環(huán)境試驗設備溫度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后，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
電池可采用下列制式之一進行充電
a)在溫度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(guī)定充電后擱置0.5h～lh，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(huán)5次，當有一次循環(huán)的電池容量符合4.2.1的規(guī)定時，試驗即可停止。
5.3.2.4 1C5A放電性能
電池按5.3.2.2規(guī)定充電后擱置 0.5h～lh，在20℃±5℃的溫度下以 IC5A電流放電到終止電壓。
5.3.3高溫性能
電池按5.3.2.2規(guī)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(guī)定。該試驗結束后，將電池取出在溫度20℃±5℃的條件下擱置2h，然后目測電池外觀，應符合4.3的規(guī)定。
5.3.4 低溫性能
電池按5.3.2.2規(guī)定充電結束后，將電池放入-20℃±2℃的低溫箱中恒溫16h～24h，然后以0.2C5A電流放電至終止電壓，放電時間應符合4.4的規(guī)定。該試驗結束后，將電池取出在溫度20℃±5℃的條件下擱置2h，然后目測電池外觀，應符合4.4的規(guī)定。
對聚合物鋰離子電池，電池按5.3.2.2規(guī)定充電結束后.將電池放入-10℃±2℃的低溫箱中恒溫16h～24h，然后以0.2C5A電流放電至終止電壓，放電時間應符合4.4的規(guī)定。該試驗結束后，將電池取出在溫度20℃±5℃的條件下擱置2h，然后目測電池外觀，應符合4.4的規(guī)定。
5.3.5 荷電保持能力
電池按5.3.2.2規(guī)定充電結束后，在溫度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(guī)定。
5.3.6循環(huán)壽命
5.3.6.1 電池循環(huán)壽命試驗應在溫度20℃±5℃的條件下進行。
5.3.6.2在溫度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，然后以1C5A電流放電至終止電壓，放電結束后，擱置0.5h～1h，再進行下一個充放電循環(huán)，直至連續(xù)兩次放電時間小于36min，則認為壽命終止。電池的循環(huán)壽命應符合4.6規(guī)定。
5.3.7適應性
5.3.7.1恒定濕熱性能
電池按5.3.2.2規(guī)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(guī)定;再以1C5A電流放電至終止電壓，放電時間應符合4.7.1的規(guī)定。
5.3.7.2 振動
電池按5.3.2.2規(guī)定充電結束后，將電池直接安裝或通過夾具安裝在振動臺的臺面上，按下面的振動頻率和對應的振幅調整好試驗設備，X、Y、Z三個方向上從10Hz～55Hz循環(huán)掃頻振動30min，掃頻頻率為1oct/min;
振動頻率：10Hz～30Hz 位移幅值(單振幅)：0.38mm
振動頻率：30Hz～55Hz 位移幅值(單振幅)：0.19mm
振動結束后電池外觀及電壓應符合4.7.2的規(guī)定。
5.3.7.3 碰撞
電池按5.3.7.2規(guī)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，按下述要求調整好加速度、脈沖持續(xù)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(xù)時間 16ms
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(guī)定。
5.3.7.4 自由跌落
電池按5.3.7.3規(guī)定試驗結束后，將電池樣品有高度(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(guī)定進行充放電循環(huán)，至放電時間符合4.7.4的規(guī)定，即可終止充放電循環(huán)，充放電循環(huán)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(guī)定充電結束后，用恒流恒壓源持續(xù)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2C5A的外接電流，電池應符合4.8.1規(guī)定的要求。
5.3.8.2過放電保護
電池在溫度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(guī)定的要求。
5.3.8.3 短路保護
電池按5.3.2.2規(guī)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(guī)定的要求。
將正負極斷開，電池以1C5A電流瞬間充電5s后用電壓表測量電池電壓，應符合4.8.3規(guī)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(guī)定的試驗。
下述試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(guī)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重物自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(fā)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℃)/min的速率升到150℃±2℃并保持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。
將接有的電池置于通風櫥中，連接正負極于一恒流恒壓電源，調節(jié)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，電流將到接近0A。試驗過程中監(jiān)視電池溫度變化，當電池溫度下降到比峰值低約10℃，結束試驗，電池應符合4.9.3的要求。
5.3.9.4短路
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，短路其正負極(線路總電阻不大于50mΩ)。試驗過程中監(jiān)視電池溫度變化，當電池溫度下降到比峰值低約10℃，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(guī)定的制式給電池充入40%～50%的容量，然后在溫度20℃±5℃，相對濕度45%～85%的中貯存。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(guī)定。
6 質量評定程序
6.1 檢驗分類
本規(guī)范規(guī)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型時進行，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。
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