T∕ZZB 1556-2020 圆柱密封碱性金属氢化物镍电池.pdf
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1、ICS 29.220.10 K 82 T/ZZB 15562020 圆柱密封碱性金属氢化物镍电池 Cylinder sealed alkaline nickel-metal hydride cell 2020 - 03 - 30 发布 2020 - 04 - 30 实施 浙江省品牌建设联合会 发 布 团体标准 T/ZZB 15562020 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 型号和尺寸 . 2 5 基本要求 . 4 6 技术要求及试验方法 . 5 7 检验规则 . 13 8 标志、包装、运输和贮存 . 15 9 质量承诺 . 1
2、6 T/ZZB 15562020 II 前 言 本标准依据GB/T 1.12009给出的规则起草。 本标准的某些内容可能涉及专利,本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由浙江省品牌建设联合会提出并归口管理。 本标准由浙江省标准化研究院牵头组织制定。 本标准主要起草单位:浙江凯恩电池有限公司。 本标准参与起草单位:浙江省标准化研究院、浙江凯恩特种材料股份有限公司、苏州莱克电气股份有限公司、浙江工业大学、浙江科技学院、丽水学院(排名不分先后)。 本标准主要起草人: 金哲宇、万娟秀、王重威、刘伟、朱文正、徐玉兰、陈靖、翁昌豪、巫云龙、王梁、李南华、胡志军、左磊刚、邝时芬、刘敏、朱日龙、朱
3、学新、雷建辉、林丽萍、王莉娇。 本标准评审专家组长:鲍俊。 本标准由浙江省标准化研究负责解释。T/ZZB 15562020 1 圆柱密封碱性金属氢化物镍电池 1 范围 本标准规定了圆柱密封碱性金属氢化物镍电池的术语和定义、型号和尺寸、基本要求、技术要求及试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存和质量承诺。 本标准适用于圆柱密封碱性金属氢化物镍电池。 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)适用于本文件。 GB/T 2828.12012 计数抽样检验程序 第1部分:按接
4、收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划 GB/T 2900.412008 电工术语:原电池和蓄电池 GB/T 22084.22008 含碱性或其它非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组-便携式密封单体蓄电池第2部分:金属氢化物镍电池 GB/T 281632011 含碱性及其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组-便携式密封电池和蓄电池组的机械试验 IEC 60086-1-2015 原电池 第1部分:总则 IEC 60086-2-2015 原电池 第2部分:物理和电气规格 IEC 61951-2-2017 含碱性或其它非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组 便携式密封可再充电的单电池 第2部分:镍-金属氢化物 IE
5、C 62133-1-2017 含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和便携式密封二次电池及其制造的电池的安全要求 便携式应用 第1部分:镍系统 3 术语和定义 GB/T 2900.412008、GB/T 22084.22008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 碱性金属氢化物镍电池 alkaline nickel metal hydride cell 含碱性及其他非酸性电解质的正极为氢氧化镍和负极为金属氢化物的电池。 3.2 圆柱形电池 cylindrical cell 横截面为圆形,高度为大于或等于直径的电池。 3.3 T/ZZB 15562020 2 密封电池 sealed cel
6、l 按照制造商规定的充电制度和温度范围运行时不释放气体和不泄漏液体的电池。 3.4 标称电压 nominal voltage 圆柱密封碱性金属氢化物镍单体电池标称的电压值。 3.5 额定容量 rated capacity 圆柱密封碱性金属氢化物镍单体电池标称的容量值C5Ah(安培小时)。即单体电池释放的电量。 4 型号和尺寸 4.1 型号 4.1.1 圆柱密封碱性金属氢化物镍电池的型号是以字母“HR”开头,其后接字母 L、M、H 或 X: a) L 表示低放电率电池; b) M 表示中放电率电池; c) H 表示高放电率电池; d) X 表示超高放电率电池。 注1:当电池设计成可用于高温下持久
7、充电,通常超过 40 时,在字母 L、M、H 或 X 后面放一个字母“T”。 注2:当电池设计成可快速充电,通常用于 1.0ItA 充电时,在字母 L、M、H 或 X 后面放一个字母“R”。 4.1.2 圆柱密封碱性金属氢化物镍电池的型号在三个或四个字母后面再接用斜线分开的两组数字表示: a) 斜线左边的两位数字表示电池的最大直径,以 mm 为单位,向上取整数; b) 斜线右边的两位数字表示电池的最大高度,以 mm 为单位,向上取整数。 4.1.3 当电池的尺寸和公差设计成可与原电池互换时,表 1 中的型号也可以标在电池上。 示例1:HRL33/36 表示一个具有低放电率性能的圆柱形电池,其最
8、大直径为 33 mm,最大高度 36 mm。 示例2:HRLT33/36 表示一个具有低放电率性能、可在高温下持久充电的圆柱形电池,其最大直径为 33 mm,最大高度 36 mm。 示例3:HRXR23/43 表示一个具有超高率放电性能、 可快速充电的圆柱形电池, 其最大直径为 23 mm, 最大高度 43 mm。 4.2 尺寸 4.2.1 带外套圆柱形电池的结构外形如图 1。 T/ZZB 15562020 3 图1 带外套的圆柱形电池 4.2.2 在尺寸上可与原电池互换的带外套的圆柱形电池按表 1。 表1 在尺寸上可与原电池互换的带外套的圆柱形电池 电池型号a 对应的 IEC60086 原电
9、池b 尺寸 HR03 R03 所有尺寸应与 IEC60086-2-2015 一致 HR6 R6 HR14 R14 HR20 R20 a 本电池型号符合 IEC60086-12015 第 3 章规定的命名规则。 b 在一些国家中,这些类型的电池型号也称为 AAA(R03)、AA(R6)、C(R14)、D(R20)。 4.2.3 在尺寸上不能与原电池互换的带外套的圆柱形电池的尺寸按表 2。 表2 在尺寸上不能与原电池互换的带外套的圆柱形电池的尺寸 电池型号 直径 mm 公差 mm 总高度 mm 公差 mm HR11/45 10.5 +0.0 -0.7 44.5 +0.0 -1.5 HR11/51
10、10.5 50.5 HR11/67 10.5 67.0 HR15/43 14.5 43.0 HR15/49 14.5 49.0 HR15/51 14.5 50.5 HR17/29 17.0 28.5 HR17/43 17.0 43.0 HR17/50 17.0 50.0 +0.0 -2.0 HR17/67 17.0 67.0 T/ZZB 15562020 4 表2 (续) 电池型号 直径 mm 公差 mm 总高度 mm 公差 mm HR23/34 23.0 +0.0 -1.0 34.0 +0.0 -1.5 HR23/43 23.0 43.0 HR26/47 25.8 47.0 HR26/50
11、25.8 50.0 +0.0 -2.0 HR33/36 33.0 36.3 HR33/62 33.0 61.5 HR33/91 33.0 91.0 +0.0 -2.5 注:适用时,字母HR后面可加L、M、H或X和T和/或R。 5 基本要求 5.1 设计研发 5.1.1 电池盖帽设计要求 电池盖帽结构应含防爆装置,且泄气压力不得高于4.0 MPa,电池盖帽与密封圈之间要涂沥青或采用其他涂胶措施。 5.1.2 电池滚槽封口设计要求 滚槽封口尺寸的设计能满足封口压力达到盖帽泄气压力1.5倍以上, 滚槽后需有涂胶设计工艺要求。 5.1.3 H 或 X 型号高放电率或超高放电率电池设计要求 5.1.3.
12、1 电池负极基体应以铜网设计。 5.1.3.2 直径小于 20 mm 的电池正极须采用多极耳(不少于两个极耳)或更好的具备大电流耐受能力的盖帽与极板连接设计形式。 5.1.3.3 直径大于或等于 20 mm 的电池正极须采用多极耳(不少于三个极耳)或端面集流片焊接盖帽形式设计。 5.1.3.4 直径大于或等于 20 mm 的电池极组底部须点焊集流片或垫发泡镍。 5.2 原材料 材料符合实时更新的RoHS及REACH环保指令要求。 5.3 工艺与装备 5.3.1 正负极干法工艺生产车间应配置吸粉除尘装置及设备。 5.3.2 正极干法工艺生产上粉制片应使用自动分切、自动点焊、自动贴胶带、自动收料装
13、置及设备。 5.3.3 正负极生产车间应配置毛刺检测设备。 5.3.4 应采用自动卷绕设备、自动注液设备及自动装配线进行卷绕装配生产作业。 5.3.5 直封分选设备应配置四线制夹具。 T/ZZB 15562020 5 5.4 检测能力 5.4.1 具备 GB/T 22084.22008、IEC 6195122017 及 IEC 62133-12017 标准涉及镍氢电池基础性能测试及安全测试的能力及硬件设施,包括二次电池电压内阻测试仪、容量测试设备、寿命测试设备以及过充、短路、挤压、撞击、高低温循环、热冲击、低气压、振动安全性能测试设备。 5.4.2 具备正负极活性材料、发泡镍、铜网/钢带、电解
14、液、盖帽及钢壳原材料检验测试能力及相应设备。 5.4.3 具备生产制程中关键控制参数如极板毛刺尺寸、滚槽封口压力等的测试能力及相应设备。 6 技术要求及试验方法 6.1 试验电流 按照本章和第4章进行各项试验,其充电和放电电流均应以额定容量(C5Ah)为基准。试验电流以ItA的倍数表示,ItA= C5A/1 h,除另有规定外,在所有试验中电池都不应出现漏液现象。 6.2 试验的充电程序 除本标准另有说明外,试验的充电方法是在环境温度为20 5 条件下,以恒电流0.1ItA充电16 h,充电前电池应在20 5 条件下以恒流0.2ItA放电至终止电压1.0 V。 6.3 不同放电率电池最大持续放电
15、电流接受能力 L、M、H及X各型号不同放电率电池须分别达到以下放电率: L 能持续 1.0ItA 放电率放电; M 能持续 5.0ItA 放电率放电; H 能持续 10.0ItA 放电率放电; X 能持续 20.0ItA 及以上放电率放电。 6.4 放电性能 6.4.1 20 放电性能 6.4.1.1 电池应按 6.2 充电,充电后电池应在环境温度 20 5 条件下搁置 1 h4 h。然后在此环境温度下按表 3 规定放电。持续放电时间不少于表 3 规定。其中 0.2ItA 放电试验允许进行 5 次循环,当第一个满足要求的循环结束时,试验即可停止。 6.4.1.2 在进行 5ItA、10ItA
16、及 20ItA 放电率试验之前,必要时可进行一次练习循环。练习循环包括按6.2 以 0.1ItA 充电和 6.4.1 在环境温度 20 5 下以 0.2ItA 放电。 6.4.1.3 用 0.2ItA 放电试验检测电池的额定容量。 T/ZZB 15562020 6 表3 20 放电性能 放电条件 最短持续放电时间 恒流放电倍率 A 终止电压 V 电池型号 L/LT M/MT H/HT X 0.2 ItA 1.0 5 h 5 h 5 h 5 h 1.0 ItA 0.9 48 min 51 min 54 min 57 min 5.0 ItA 0.8 - 10.2 min 10.8 min 11.4
17、 min 10.0 ItA 0.8 - - 5.1 min 5.4 min 20.0 ItA 0.7 - - - 2.7 min 6.4.2 0 放电性能 6.4.2.1 电池按 6.2 充电后,应在环境温度为 0 2 条件下搁置 16 h24 h。然后在相同环境温度下,按表 4 规定放电,持续放电时间不少于表 4 的规定。 6.4.2.2 在进行 2ItA、 3ItA 及 5ItA 放电率试验之前, 必要时可进行一次练习循环。 练习循环包括按 6.2以 0.1ItA 充电和 6.4.1 在环境温度 20 5 下以 0.2ItA 放电。 表4 0 放电性能 放电条件 最短持续放电时间 恒流放电
18、倍率 A 终止电压 V 电池型号 L/LT M/MT H/HT X 0.2 ItA 1.0 3 h 4 h 4 h 30 min 4 h 30 min 1.0 ItA 0.9 36 min 42 min 45 min 48 min 2.0 ItA 0.8 - 18 min 19.5 min 21 min 3.0 ItA 0.8 - - 10 min 12 min 5.0 ItA 0.8 - - - 6 min 6.4.3 快充电池(R 型号电池)放电性能 6.4.3.1 R 型号电池以恒流 1.0ItA 充电 1.2 h,或按制造商推荐的其他适当的充电方式快充电后,继续在环境温度 20 5 下
19、以 0.1ItA 充电 2 h。然后按 6.4.1 和 6.4.2 的规定进行搁置和放电。 6.4.3.2 在环境温度 20 5 下 R 型号电池的持续放电时间应不少于表 3 的规定,在环境温度 0 5 下 R 型号电池的持续放电时间应不少于表 4 的规定。 6.5 荷电保持能力 6.5.1 电池按 6.2 规定充电后,应在环境温度为 20 2 条件下开路搁置 28 天,搁置期间允许短时间内温度在 20 5 范围内变化。 6.5.2 电池在 20 下搁置 28 天后,应在 6.4.1 规定的条件下以 0.2ItA 恒流放电,电池持续放电时间应不少于 3.5 h。 6.6 循环寿命 6.6.1
20、试验条件 T/ZZB 15562020 7 循环寿命试验前,电池应以0.2ItA恒流电流放电至终止电压1.0 V,且所有型号的电池都应在环境温度为20 5 条件下进行下面的寿命试验。充电和放电按表5、表6、表7及表8规定的条件始终以恒流进行。试验期间应防止电池外壳温度超过35 ,必要时可采取强制通风措施。 6.6.2 L/LR、M/MR、H/HR 或 X/XR 型号电池循环寿命 6.6.2.1 试验程序应按表 5 规定进行。 表5 L/LR、M/MR、H/HR 或 X/XR 型号电池循环寿命试验程序 循环次数 充电 充电态搁置 放电 1 0.1ItA,16 h 无 0.25ItA,2 h 20
21、 mina 248 0.25ItA,3 h 10 min 无 0.25ItA,2 h 20 minb 49 0.25ItA,3 h 10 min 无 0.25ItA,放电至 1.0 V 50 0.1ItA,16 h 1h4h 0.2ItA,放电至 1.0 Vb a 如果电池电压下降到 1.0 V 以下,则放电可以停止。 b 电池在完成 50 次循环后,允许有足够的开路搁置时间,以便在一个方便的时间开始第 51 次循环。在第 100、150、200、250、300、350、400 次和第 450 次循环放电完毕后,可采用同样的程序。 6.6.2.2 重复表 5 中的 1 次50 次循环试验,直至
22、出现任一个第 50 次循环的放电时间少于 3 h 为止,这时按照第 50 次循环的规定再进行一次循环。当连续两个这样的 50 次循环的放电时间都少于 3 h 时,寿命试验终止。试验结束时,获得的电池总的循环次数应不少于 600 次。 6.6.3 电池加速试验程序 6.6.3.1 M 或 MR 型号电池 M或MR型号电池加速试验程序应按表6规定进行, 并重复表6中的1次50次循环试验, 直至出现任一个第49次循环的放电至终止电压为1.0 V的时间少于36 min,或任一个第50循环持续放电至终止电压为1.0 V的时间少于3 h为止。这时,按照第50次循环的规定再进行一次循环。如果放电时间均少于3
23、 h时试验终止。试验结束时,获得的电池总的循环次数应不少于500次。 表6 M 或 MR 型号电池循环寿命加速试验程序 循环次数 充电 充电态搁置 放电 条件 含后来搁置的总时间 1 0.1ItA 16 h 30 min 1.0ItA 放电至 1.0 V 90 min 248 0.3ItA 4 h a 30 min 1.0ItA 放电至 1.0 V 90 min 49 0.3ItA 4 h a 24 h 1.0ItA 放电至 1.0 V 90 min 50 0.1ItA 16 h 1 h4 h 0.2ItA 放电至 1.0 V b a 或者使用制造商推荐的适当的充电终止方法。 b 电池在完成
24、50 次循环后,允许有足够的开路搁置时间,以便在一个方便的时间开始第 51 次循环。在第 100、150、200、250、300、350、400 次和第 450 次循环放电完毕后,可采用同样的程序。 6.6.3.2 H 或 X 型号电池 T/ZZB 15562020 8 H或X型号电池加速试验程序应按表7规定进行,并重复表7中的1次50次循环试验,直至出现任一个第49次循环的放电至终止电压为0.8 V的时间少于6 min,或任一个第50循环持续放电至终止电压为1.0 V的时间少于3 h为止。这时,按照第50次循环的规定再进行一次循环。如果放电时间均少于3 h时试验终止。试验结束时,获得的电池总
25、的循环次数应不少于500次。 表7 H 或 X 型号电池循环寿命加速试验程序 循环次数 充电 充电态搁置 放电 条件 含后来搁置的总时间 1 0.1ItA 16 h 30 min 5.0ItA 放电至 0.8 V 42 min 248 0.3ItA 4 ha 30 min 5.0ItA 放电至 0.8 V 42 min 49 0.3ItA 4 ha 24 h 5.0ItA 放电至 0.8 V 42 min 50 0.1ItA 16 h 1 h4 h 0.2ItA 放电至 1.0 V b a 或者使用制造商推荐的适当的充电终止方法。 b 电池在完成 50 次循环后,允许有足够的开路搁置时间,以便
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