给电池制造商们的建议
深圳安泰和科技秒速牛牛  2010-12-14 20:12:15

下面是电池的电路和结构设计提出了一些建议,希望生产厂家在电池的设计环节能充分考虑到电池的安全性。

1 绝缘与配线

     常见的电池外壳都是非金属的,但有的电池也采用金属外壳,后种情况下电池的电极终端与电池的金属外壳之间的绝缘电阻在500V直流电压下测量应大于5M?,除非电池的电极终端与电池的金属外壳有连通。

     手机电池并非电池芯的简单组合,电池芯之外还有保护电路和控制电路,其内部配线及绝缘应充分满足预计的最大电流、电压和温度的要求,配线的排布应保证端子之间有足够的间隙和绝缘穿透距离,内部连接的整体性能应充分满足可能发生误操作时的安全要求。

1.2 泄放

     泄放的含义即电池或电池芯内部的过高压力在安全阀处释放以防止其破裂或爆炸。标准要求电池或电池芯在内部压力过高达到一定限值时能以一定的速率将压力泄放以防止电池的破裂、爆炸和自燃。如果电池的电池芯被封装在外壳内,则该封装的形式和封装的方法在正常操作过程中不应引起电池过热,也不应约束内部压力的泄放。

 

1.3 温度/电流管理

     电池充电过程中,电池和充电器内部的电路都会产生热量,若散热不佳导致热量聚集会影响电池正常的化学反应过程,造成电池的热失效,因此,电池的设计应能防止电池温度的异常上升。必要时,电池的充电和放电应设定安全限流,防止电流过大而产生过多热量。

1。4 终端连接

     电池外壳应清晰地标明终端的极性。终端的尺寸大小和形状应能确保承载预计的最大电流。外部终端表面应采用机械性能良好并耐腐蚀的导电材料。终端应设计成最不可能发生短路的样式。

1.5 电池芯装配成电池

     电池芯与所装配电池的容量应紧密匹配,装配在同一电池里的电池芯应结构相同,化学成分相同,并且是同一厂家生产的。不同厂家生产的电池芯在电解液和电极材料等方面均会有所差异,如此规定的目的是为了保证装配在同一电池中电池芯的一致性,防止落后电池芯造成整个电池技术指标和安全性能的下降。

2   正常使用时的安全要求

     考虑到试验的一致性及各电池试验结果具有可比性,试验所用电池芯或电池的生产日期应在3个月以内,但并不表示电池3个月后安全性能会下降。常态试验在20℃±5℃的环境温度下进行。

2。1 连续低倍率充电

     完全充电的电池芯以额定的低倍率电流0.01C5 A持续充电28天后,应不起火、不爆炸、不漏液。

2。2   振动

     用完全充电的电池芯或电池进行X、Y、Z三个方向的振动试验,振动源单振幅0。76mm (双振幅1。52mm), 频率变化率1Hz/min, 频率范围10Hz到55Hz,往返振动90 min±5min后,电池应不起火、不爆炸、不漏液。

2。3   高温性能

     完全充电的电池置于70℃±2℃恒温箱中,保持7小时,然后取出置于室温条件下,检查其外观,其外壳应无变形或其变形不会导致电池内部元件暴露出来。

2.4   温度循环

     完全充电的电池或电池芯置于可强制调温的恒温箱中,按下列程序做 -20℃ 到 +75℃ 的温度循环:

     (1)30min内使恒温箱的温度升到75℃±2℃,并在此温度下保持4h;

     (2)30min内使恒温箱的温度降到20℃±5℃,并在此温度下保持2h;

     (3)30min内使恒温箱的温度降到 -20℃±2℃,并在此温度下保持4h;

     (4)30min内使恒温箱的温度升到20℃±5℃,并在此温度下保持2h;

     (5)再重复1-4的步骤做4个循环;

     (6)第5次循环完成后,电池保存2h再作检查,应符合相关要求。

     该试验可以在一个可强制调温的恒温箱中进行,也可以在3个不同温度的恒温箱之间进行。试验后,电池芯或电池应不起火、不爆炸、不漏液。

2.5   低压性能

     完全充电的电池芯置于温度为20℃±5℃ 的真空干燥箱中,抽真空使气压小于11.6kpa后保持6小时后,应不起火、不爆炸、不漏液。

3   可能发生误操作时的安全要求

3。1   外部短路

     完全充电的电池或电池芯分别在20℃±5℃和55℃±5℃的环境中放置 2h。然后,用连线短接每个电池芯或电池的正负极终端并确保全部外部电阻小于100mΩ。短接后,保持24h,到电池芯或电池外壳的温度下降到电池芯或电池原始温度+电池芯或电池短路后的最大温升×20%。试验后,电池或电池芯应不起火、不爆炸。

3.2   自由跌落

     完全充电的电池芯或电池以任意方式从1米高处自由跌落到水泥地面3次后,应不起火、不爆炸。

3.3   机械碰撞

     在20℃±5℃环境中,完全充电的电池承受X、Y、Z三个方向的碰撞。如果电池只有两个对称轴,只作两个方向的碰撞。在最初3ms内的平均加速度应≥75gn,最高加速度应在125gn 和 175gn之间。碰撞1000次±10次后,电池应不起火、不爆炸、不漏液。
3.4   热冲击

     完全充电的电池芯,置于一个烘箱中加热。烘箱的温度以(5±2)℃/min的速率上升至130℃±2℃,保持10min,电池芯应不起火、不爆炸。

3。5   耐挤压性能

     完全充电的电池芯置于两平行平板间,施加挤压力为13kN±1kN,一旦达到最大压力或压力突然下降1/3,即可卸压。对圆形或方形电池芯进行挤压试验时,要使电池芯的纵轴与挤压设备扁平表面保持平行。方形电池芯要沿其纵轴旋转90°,以便电池芯的宽边和窄边都能受到挤压的作用,外壳为铝塑复合膜的电池芯只做宽面的挤压。试验后,电池芯应不起火、不爆炸。

3。6   冲击

     完全充电的电池芯置于一个扁平表面上,将一个半径为8mm、质量为10kg的棒垂直置于样品中心的正上方,从600mm 高度处落下作用到样品上。圆柱形或方形电池芯在接受冲击试验时,其纵轴要平行于扁平表面,垂直于棒的纵轴。方形电池芯要沿其纵轴旋转90°,以便电池芯的宽边和窄边都能受到冲击作用。外壳为铝塑复合膜的电池芯只做宽面的冲击试验。每只样品只能接受一次冲击试验,每次试验只能使用一只样品。试验后,电池芯应不起火、不爆炸。

3.7   过充性能

     完全放电的电池芯,以≥10V的电压、0。2C5A的电流充电12。5h后,应不起火、不爆炸。

3。8   强制放电性能

     完全放电的电池芯承受1C5A电流强制放电90min后,应不起火、不爆炸。

     外部短路试验、自由跌落试验、热冲击试验、耐挤压性能试验、冲击试验、过充性能试验、强制放电性能试验是破坏性试验,电池或电池芯的外壳均可能发生变化,漏液很难避免,但尚未影响安全性,因此标准中对这些试验没有要求不漏液。

4 安全标识

     安全标识的作用应引起足够的重视,电池本身应具有安全警示,并且附加适当的警告声明,需检查确认标识的一致性。另外,电池的说明书中应写清合适的使用指导和推荐的充电方法等。

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