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一、標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行時(shí)間
GB/T18287-2013《移動(dòng)電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規(guī)范》于2013年7月19日發(fā)布,并于2013年9月15日實(shí)施。中國質(zhì)量認(rèn)證中心(英文縮寫CQC)同時(shí)發(fā)布新版移動(dòng)通信及智能終端用鋰離子電池產(chǎn)品安全認(rèn)證規(guī)則CQC11-464111-2013,替代CQC11-464111-2009。
二、適用范圍
產(chǎn)品范圍修改為“適用于移動(dòng)通信終端及智能終端用鋰離子電池電芯(cell)及由一個(gè)或多個(gè)鋰離子電池及附件組成的蓄電池組(battery),例如手機(jī)電池,平板電腦電芯,可穿戴式設(shè)備用電池,移動(dòng)智能終端用電池,各種移動(dòng)電源等等”
三、測試內(nèi)容
GB18287-2013主要從電性能、環(huán)境適應(yīng)性、安全性能進(jìn)行測試。
1. 電性能包括:0.2/tA放電、倍率放電、高溫放電、低溫放電、荷電保持能力及恢復(fù)容量。儲存性 能、循環(huán)壽命、內(nèi)阻。
2.環(huán)境適應(yīng)性:靜電測試、恒定濕熱、振動(dòng)、自由跌落、低氣壓、高低溫模制殼體應(yīng)力、安全保護(hù)性能、過充電保護(hù)、過放電保護(hù)、短路保護(hù)
3. 安全性能: 重物沖擊、熱濫用、過充電、強(qiáng)制放電、短路、機(jī)械沖擊、溫度循環(huán)。
四、實(shí)驗(yàn)方法: 4.1 充電方法:
電池或電池組在充電前應(yīng)首先在23℃±2℃的環(huán)境溫度下以0.2ItA進(jìn)行放電至終止電壓。電池或電池組在下列試驗(yàn)中可采用下列規(guī)定方法之一進(jìn)行充電:
a) 在23℃±2℃的環(huán)境溫度下,以0.2ItA充電,當(dāng)電池或電池組端電壓達(dá)到充電限制電壓時(shí),改為恒壓充電,直到充電電流小于或等于0.02ItA,最長充電時(shí)間不大于8h,停止充電。此充電制式為試驗(yàn)的仲裁充電方法。
b) 在23℃±2℃的環(huán)境溫度下,以1ItA充電,當(dāng)電池或電池組端電壓達(dá)到充電限制電壓時(shí),改為恒壓充電,直到充電電流小于或等于0.02ItA,最長充電時(shí)間不大于4h,停止充電。
4.2 電性能測試: 4.2.1 0.2/tA放電:
電池或電池組充電,停止充電后,擱置0.5h~1h,在23℃±2℃的環(huán)境溫度下以0.2ItA電流放電到終止電壓。放電時(shí)間應(yīng)不低于5h。上述試驗(yàn)可以重復(fù)循環(huán)5次,當(dāng)有一次循環(huán)的電池或電池組容量符合的要求時(shí),試驗(yàn)即可停止。
4.2.2 倍率放電:
不同額定容量的電池或電池組在下列試驗(yàn)中可采用下列規(guī)定方法進(jìn)行放電:
1) 對于額定容量不大于1000mAh的電池或電池組按規(guī)定充電,停止充電后,擱置0.5h~1h,在23℃±2℃的環(huán)境溫度下以1ItA電流放電到終止電壓。放電時(shí)間應(yīng)不低于51min。
2) 對于額定容量大于1000mAh的電池或電池組按規(guī)定充電,停止充電后,擱置0.5h~1h,在23℃±2℃的環(huán)境溫度下,按照制造商規(guī)定的電流放電至終止電壓,放電時(shí)間應(yīng)滿足制造商規(guī)定時(shí)間。
4.2.3 高溫放電
電池或電池組按規(guī)定充電,將電池或電池組放入55℃±2℃的高溫箱中恒溫2h,然后以0.2ItA電流放電至終止電壓,放電時(shí)間應(yīng)不低于5h。
4.2.4 低溫放電
電池或電池組按規(guī)定充電,將電池或電池組放入-10℃±2℃的低溫箱中恒溫4h后,以0.2ItA電流放電至終止電壓,放電時(shí)間應(yīng)不低于3h。
4.2.5 荷電保持能力及恢復(fù)容量
電池或電池組儲存前按規(guī)定的方法給電池或電池組充入40%~45%的容量,然后在環(huán)境溫度20℃±5℃,相對濕度45%~75%的環(huán)境中儲存12個(gè)月。然后再按規(guī)定充電后,在23℃±2℃的溫度環(huán)境下以0.2ItA放電至終止電壓。充放電試驗(yàn)可以循環(huán)5次,放電時(shí)間應(yīng)不低于4.25h,充電后再次放電的放電時(shí)間應(yīng)不低于4.5h。
4.2.6 儲存性能
電池或電池組儲存前按規(guī)定的方法給電池或電池組充入40%~45%的容量,然后在環(huán)境溫度20℃±5℃,相對濕度45%~75%的環(huán)境中儲存12個(gè)月。然后再按5.3.2.1規(guī)定充電后,在23℃±2℃的溫度環(huán)境下以0.2ItA放電至終止電壓。充放電試驗(yàn)可以循環(huán)5次,放電時(shí)間應(yīng)不低于4h
4.2.7 循環(huán)壽命
試驗(yàn)應(yīng)在23℃±2℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行,試驗(yàn)過程中,每50次循環(huán)做一次容量檢查,電池或電池組壽命以50的倍數(shù)表示,步驟按表1進(jìn)行。
重復(fù)進(jìn)行1次~50次循環(huán),充放電之間擱置0.5h~1h,直至任一個(gè)第50次循環(huán)放電時(shí)間低于3h時(shí),按照第50次循環(huán)的規(guī)定再進(jìn)行一次循環(huán),如果放電時(shí)間仍然低于3h時(shí),則認(rèn)為壽命終止。電池的循環(huán)壽命應(yīng)不低于400次,電池組的循環(huán)壽命應(yīng)不低于300次。
4.2.8 內(nèi)阻
電池組的內(nèi)阻一般用交流法進(jìn)行測試。 在試驗(yàn)之前,電池組應(yīng)當(dāng)以0.2ItA放電至終止電壓。電池組按照規(guī)定充電后,在23℃±2℃的環(huán)境溫度下擱置1h~4h。電池組應(yīng)當(dāng)在23℃±2℃的環(huán)境溫度下測量內(nèi)阻。 在23℃±2℃的環(huán)境溫度下,在頻率為1.0kHz±0.1kHz時(shí),測量1s~5s內(nèi)的電壓有效值Ua和電流有效值Ia,交流內(nèi)阻阻值為:
Rac=Ua/Ia
式中:
Rac——交流內(nèi)阻阻值,單位為歐姆(Ω);
Ia——交流電流有效值,單位為安培(A);
Ua——交流電壓有效值,單位為伏特(V)。
電池組內(nèi)阻應(yīng)符合4.2.8的規(guī)定。
注1:交流電壓峰值應(yīng)低于20mV;
注2:本方法主要測試頻率一定時(shí)電池組的阻抗。
電池組的內(nèi)阻應(yīng)不大于制造商的規(guī)定
4.3 環(huán)境適應(yīng)性: 4.3.1 靜電測試
本試驗(yàn)測試電池組在靜電放電下的承受能力。按GB/T 17626.2的規(guī)定對電池組每個(gè)端子或者電路板的輸出端子進(jìn)行±4kV接觸放電測試各5次和±8kV空氣放電測試各5次,每兩次放電測試之間間隔1min。電池組所有功能正常
4.3.2 恒定濕熱
電池組按規(guī)定充電,將電池組放入溫度為40℃±2℃,相對濕度為90%~95%的恒溫恒濕箱中擱置48h,將電池組取出在23℃±2℃的環(huán)境溫度下擱置2h,目測電池組外觀,并以0.2ItA電流放電至終止電壓,外觀應(yīng)無變形、無銹蝕、不泄漏、不泄氣、不破裂、不起火和不爆炸,放電時(shí)間應(yīng)不低于3h。
4.3.3 振動(dòng)
電池或電池組按規(guī)定充電后,將電池或電池組固定在振動(dòng)臺上,不可使電池或電池組變形。采用正弦波進(jìn)行振動(dòng),并以對數(shù)掃頻方式在15min內(nèi)從7Hz掃頻到200Hz并返回到7Hz。振動(dòng)沿樣品互相垂直的三個(gè)方向(其中一個(gè)方向必須與樣品正負(fù)極所在平面垂直)進(jìn)行,每個(gè)方向按上述對數(shù)掃頻方式重復(fù)12次,振動(dòng)3h。開路電壓應(yīng)不低于90%的初始電壓,應(yīng)不泄漏、不泄氣、不破裂、不起火和不爆炸。
對數(shù)掃頻方式如下:7Hz~18Hz保持9.8m/s2的峰值加速度。將振幅保持在0.8mm(位移為1.6mm)直至峰值加速度達(dá)到78.4m/s2(頻率約為50Hz)。保持78.4m/s2的峰值加速度直到頻率增長到200Hz。開路電壓應(yīng)不低于90%的初始電壓,應(yīng)不泄漏、不泄氣、不破裂、不起火和不爆炸。
4.3.4 自由跌落
電池或電池組按規(guī)定充電,擱置1h~4h后進(jìn)行測試:
a) 將電池按1m的跌落高度自由落體跌落于混凝土板上。電池每個(gè)面各跌落一次,共進(jìn)行六次試驗(yàn)。
b) 將電池組按1.5m的跌落高度自由落體跌落于混凝土板上。電池組每個(gè)面各跌落一次,共進(jìn)行六次試驗(yàn)。
開路電壓應(yīng)不低于90%的初始電壓,應(yīng)不泄漏、不起火和不爆炸。
4.3.5 低氣壓
電池按規(guī)定充電,將其擱置在真空箱中。真空箱密閉后,逐漸減少其內(nèi)部壓力至不高于11.6kPa(模擬海拔15240m)并保持6h,應(yīng)不泄漏、不泄氣、不破裂、不起火和不爆炸。
4.3.6 高低溫模制殼體應(yīng)力
電池組按規(guī)定充電,將電池組放在70℃±2℃的鼓風(fēng)恒溫箱中擱置7h,然后取出電池組并恢復(fù)至室溫,外殼不能發(fā)生導(dǎo)致內(nèi)部組成暴露的物理形變。
4.3.7 安全保護(hù)性能
對于用戶不可更換型手機(jī)電池組以下試驗(yàn)隨設(shè)備一同進(jìn)行
4.3.8 過充電保護(hù)
電池組按規(guī)定充電,電源電壓設(shè)定為2倍的標(biāo)稱電壓,電流設(shè)定為2ItA的外接電流,用電源持續(xù)給電池組加載7h,應(yīng)不泄漏、不泄氣、不破裂、不起火和不爆炸。
4.3.9 過放電保護(hù)
電池組以0.2ItA放電至終止電壓后,外接(n×30)Ω負(fù)載放電7h,鋰離子單體蓄電池的串聯(lián)只數(shù)用“n”表示,應(yīng)不泄漏、不泄氣、不破裂、不起火和不爆炸。
4.3.10 短路保護(hù)
電池組按5.3.2.1規(guī)定充電,短路其正負(fù)極1h,短路導(dǎo)線電阻80mΩ±20mΩ,應(yīng)不泄漏、不泄氣、不破裂、不起火和不爆炸。
4.4 安全性能:
下述試驗(yàn)都應(yīng)在有強(qiáng)制排風(fēng)條件及防爆措施的裝置內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)前所有電池或電池組都要按5.3.2.1規(guī)定充電,并在充電后24h以內(nèi)開始進(jìn)行試驗(yàn)。
4.4.1 重物沖擊
電池放置于一平面上,并將一個(gè)Ф15.8mm±0.2mm的鋼柱置于電池中心,鋼柱的縱軸平行于平面,讓重量9.1kg±0.1kg的重物從610mm±25mm高度自由落到電池中心上方的鋼柱上,測試完畢觀察6h。
電池在接受沖擊試驗(yàn)時(shí),其縱軸要平行于平面,垂直于鋼柱的縱軸。每只電池只能接受一次沖擊試驗(yàn),應(yīng)不起火和不爆炸。
注:電池寬邊進(jìn)行重物沖擊。
4.4.2 熱濫用
電池放置于熱箱中,溫度以(5℃±2℃)/min的速率升溫至130℃±2℃并保溫30min。試驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)不起火和不爆炸。
4.4.3 過充電
電池以0.2ItA進(jìn)行放電至終止電壓,然后將電池置于通風(fēng)櫥中,連接電池正負(fù)極與電源,調(diào)節(jié)電流至3ItA,充電時(shí)電壓由制造商規(guī)定,但不低于4.6V,直至電池電壓達(dá)到最大值后。滿足以下兩種情況任一種即可停止:
a) 電池持續(xù)充電時(shí)間達(dá)到7h;
b) 電池溫度下降到比峰值低20%。
應(yīng)不起火和不爆炸。
4.4.4 強(qiáng)制放電
該試驗(yàn)要求在20℃±5℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行。電池以0.2ItA進(jìn)行放電至終止電壓,然后以1ItA的電流對電池進(jìn)行反向充電,要求充電時(shí)間不低于90min,應(yīng)不起火和不爆炸。
4.4.5 短路
該試驗(yàn)在55℃±5℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行,將接有熱電偶的電池(熱電偶的觸點(diǎn)固定在電池大表面的中心部位)置于通風(fēng)櫥中,短路其正負(fù)極,短路導(dǎo)線電阻80 mΩ±20mΩ。滿足以下兩種情況任一種即可停止:
a) 電池溫度下降到比峰值低20%;
b) 短接時(shí)間達(dá)到24h。
應(yīng)不起火和不爆炸,電池的外表面溫度不得高于150℃。
4.4.6 機(jī)械沖擊
采用剛性固定的方法(該方法能支撐電池或電池組所有的固定表面)將電池或電池組固定在試驗(yàn)設(shè)備上。在三個(gè)相互垂直的方向上各承受一次等值的沖擊。至少一個(gè)方向垂直于電池或電池組的寬面。
每次沖擊按下述方法進(jìn)行:在最初的3ms內(nèi),最小平均加速度為735 m/s2,峰值加速度應(yīng)該在1225 m/s2和1715 m/s2之間,脈沖持續(xù)時(shí)間為6ms±1ms。
應(yīng)不泄漏、不起火和不爆炸。
4.4.7 溫度循環(huán)
將電池按照5.3.2.1規(guī)定的試驗(yàn)方法充滿電后,將電池放置在溫度20±5℃℃的溫控箱體中進(jìn)行如下步驟(見圖1):
a) 將樣品放入溫度為75℃±2℃的實(shí)驗(yàn)箱中保持6h;
b) 將實(shí)驗(yàn)箱溫度降為-40℃±2℃,并保持6h;
c) 溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間不大于30min;
d) 重復(fù)步驟a)~b),共循環(huán)10次;
e) 電池或電池組應(yīng)符合4.5.7的要求。