ГОСТ Р IEC 60285-2002
Група Е51
ДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ
Алкални батерии и батерии
ЗАТВОРЕНИТЕ ЦИЛИНДРИЧНИ НИКЕЛ-КАДМИЕВИ БАТЕРИИ
Алкални вторични клетки и батерии.
Запечатани никел-кадмиеви цилиндрични единични клетки
ОКС 29.220.30
ОКП 34 8230
Дата на въвеждане: 01.07.2003
Предговор
1 РАЗРАБОТЕНО И ПРЕДСТАВЕНО ОТ Техническия комитет по стандартизация TC 044 „Акумулатори и батерии“
2 ПРИЕТА И ВЛЕЗЕНА В СИЛА с Решение на Държавния стандарт на Русия от 25 декември 2002 г. № 509-ва
3 Този стандарт е пълният автентичен текст на международния стандарт IEC 60285 (1999), версия 3.2 „Алкални батерии и акумулатори. Запечатани никел-кадмиеви цилиндрични батерии“
4 ВМЕСТО ГОСТ Р IEC 285-97
1 Общи разпоредби
1.1 Обхват
Този стандарт установява технически изисквания и методи за изпитване на запечатани никел-кадмиеви цилиндрични батерии (наричани по-долу батерии), подходящи за работа във всякакво пространствено положение.
Стандартът установява също така специфични технически изисквания и методи за изпитване на батерии, предназначени за работа в режим на продължително зареждане при повишени температури.
1.2 Нормативни препратки
Този стандарт съдържа препратки към следните стандарти:
ГОСТ 8711-93 (IEC 51-2-84) Електроизмервателни уреди с директно действие и спомагателни аналогови показващи устройства. Специални изисквания за амперметри и волтметри
ГОСТ 30012.1-2002 (IEC 60051-1-97) Аналогови показващи електрически измервателни уреди с директно действие и техните спомагателни части. Част 1. Определения и основни изисквания, общи за всички части
ГОСТ Р IEC 86-1-96 Първични батерии. Част 1. Общи разпоредби
ГОСТ Р IEC 86-2-96 Първични батерии. Част 2. Спецификации
ГОСТ Р 50779.71-99 (ISO 2859-1-89) Статистически методи. Процедура за контрол на вземането на проби по атрибут. Част 1. Планове за вземане на проби партида по партида, базирани на приемливо ниво на качество (AQL)
ГОСТ Р 51371-99 Методи за изпитване на устойчивост на механични въздействия на машини, устройства и други технически изделия. Изпитвания на удар
1.3 Дефиниции
В този стандарт се използват следните термини и определения:
1.3.1 Запечатана батерия: Батерия, която остава запечатана и не позволява изтичане на газ или електролит, когато работи при условията на зареждане и температури, посочени от производителя. Батерията може да бъде оборудвана с предпазно устройство за предотвратяване на опасно високо вътрешно налягане.
Батерията не изисква допълнително пълнене с електролит и е проектирана да работи в оригиналното си запечатано състояние през целия си експлоатационен живот.
1.3.2 Номинално напрежение: Напрежение на батерията равно на 1,2 V.
1.3.3 номинално капацитетКоличество електроенергия
(Ah), посочен (установен) от производителя, който батерията може да осигури при температура 20 °C и 5-часов режим на разреждане до крайно напрежение от 1,0 V след зареждане, съхранение и разреждане при условията, посочени в раздел 4.
1.4 Измервателни инструменти
Измервателните уреди, използвани при изпитванията, трябва да осигуряват необходимата точност на измерване. Уредите трябва редовно да се калибрират, за да се гарантира, че изпитванията отговарят на класа на точност, посочен в този стандарт.
1.4.1 Измерване на напрежение
За измерване на напрежение трябва да се използват волтметри с клас на точност 0,5 или по-висок (вижте GOST 30012.1, GOST 8711 или IEC 485 [1]).
Волтметърът трябва да има съпротивление най-малко 10 kOhm/V.
1.4.2 Измерване на ток
За измерване на ток трябва да се използват амперметри с клас на точност 0,5 или по-висок (вижте GOST 30012.1, GOST 8711 или IEC 485 [1]).
Същият клас на точност трябва да присъства в комплект, състоящ се от амперметър, шунт и проводници.
1.4.3 Измерване на температура
За измерване на температурата използвайте термометър с градуирана или цифрова скала с деление не по-голямо от 1°C. Абсолютната точност на устройството трябва да бъде 0,5°C или по-висока.
1.4.4 Измерване на времето
Времето трябва да се измерва с грешка от 0,1% или по-висока.
2 Обозначение и маркировка
2.1 Обозначение на батериите
Запечатаните никел-кадмиеви цилиндрични батерии трябва да бъдат обозначени с буквите KR, последвани от буквите L, M, H или X, указващи типа на батерията в зависимост от основния им режим на разреждане с постоянен ток:
L — дългосрочен (не повече от 0,5А);
M — среден (от 0,5до 3,5А);
H - къса (от 3,5до 7А);
X - изключително къс (от 7до 15А),
последвани от две групи числа, разделени с наклонена черта.
За батерия, проектирана да работи в режим на дългосрочно зареждане при повишени температури, буквата T се добавя към обозначението между L, M или H и две групи числа.
Първите две цифри (първата група цифри) показват максималния диаметър на батерията в милиметри, изразен като цяло число или закръглен до цяло число.
Двете цифри (втората група цифри) след наклонената линия показват максималната височина на батерията в милиметри, изразена като цяло число или закръглена до цяло число.
Ако производителят проектира батерията с размери и допуски, които осигуряват взаимозаменяемост с първичните клетки, обозначението на първичната клетка може също да бъде маркирано върху батерията.
Пример за символа за запечатана никел-кадмиева цилиндрична батерия с дълъг режим на разреждане, с диаметър 33 мм и височина 61,5 мм:
КРЛ 33/62
Същото важи и за батерия, работеща в режим на дългосрочно зареждане при повишена температура и взаимозаменяема с първичен R20 елемент:
КРЛТ 33/62, КР20
Забележка: Обозначението на типовете батерии L, M, H или X показва препоръчителния основен режим на разреждане, но не ограничава използването на тези батерии в други режими на разреждане.
2.2 Клеми на батерията
2.2.1 Безклемни (CF) батерии
Батериите без свързващи клеми се обозначават с буквите CF (вижте 2.2.3, Фигура 1).
Пример за символ за батерия без свързващи клеми:
KRH 33/62 CFилиKRMT 33/62 CF
2.2.2 Батерии с присъединителни клеми на капака и по дължината на тялото (NN)
Батерии, предназначени за сглобяване в комплект, така че да образуват батерии с различно напрежение, могат да бъдат поставени една до друга в една и съща посока.
При тази конфигурация, единият свързващ терминал трябва да бъде свързан към капака на батерията (положителен полюс), а другият към корпуса на батерията по цилиндричната му стена (отрицателен полюс), като двата терминала са разположени в една и съща равнина, освен ако потребителят не е посочил друго (виж 2.2.3, Фигура 2). В този случай към обозначението на батерията се добавят буквите HH (капак-капак).
Пример за символ на батерия със свързващи клеми на капака и по дължината на тялото:
KRH 33/62 ННилиKRMT 33/62 NN
2.2.3 Батерии с свързващи клеми на капака и дъното на корпуса (HB)
Батериите, предназначени за сглобяване в комплект, могат да бъдат разположени една до друга, прикрепени с капака на едната батерия към дъното на корпуса на другата батерия.
При тази подредба, единият свързващ терминал трябва да бъде свързан към капака на батерията (положителен полюс), а другият - към дъното на корпуса на батерията (отрицателен полюс), като двата терминала са разположени успоредно и в противоположни посоки, освен ако потребителят не е посочил друго (вижте Фигура 3). В този случай към обозначението на батерията се добавят буквите HB (капак-дъно).
Пример за символ на батерия със свързващи клеми на капака и дъното на корпуса:
KRH 33/62 HBилиKRMT 33/62 HB
Фигура 1 - Батерии без клеми KR . . . CF
Фигура 2 — Връзка капак-капак KR . . . NN
Фигура 2 — Връзка капак-капак KR . . . NN
Фигура 3 — Капак за свързване - долна част на корпуса KR . . . HB
2.3 Маркировка
Безклемната (CF) батерия трябва да бъде трайно маркирана със следната информация (освен ако потребителят не е посочил друго):
— наименование на батерията — запечатана, презареждаща се никел-кадмиева;
— обозначение на батерията (съгласно 2.1);
- номинален капацитет;
— номинално напрежение;
— препоръки относно режима и продължителността на зареждане или предварително зареждане с ток за батерии тип Т;
— полярност;
— година и тримесечие на производство (може да се кодират);
—име или наименование на производителя или доставчика.
Забележка: В повечето случаи батериите с LV или HB клеми се сглобяват като батерии и нямат етикет; в този случай батерията трябва да бъде маркирана в съответствие с 2.1.
3 измерения
Размерите на батериите трябва да съответстват на посочените на Фигура 4 и Таблица 1.
Фигура 4 - Цилиндрична батерия в корпус, взаимозаменяема с първични клетки
Таблица 1 показва размерите на батериите в корпуси, които са взаимозаменяеми с първични клетки.
Таблица 1 - Размери на батерии в корпуси, взаимозаменяеми с първични клетки
| Обозначение* | Съответстващ първичен елемент** съгласно GOST R IEC 86-1 | Размери |
| КР03 | R03 | |
| КР6 | Р6 | Съгласно ГОСТ Р IEC 86-2 |
| КР14 | Р14 | |
| КР20 | Р20 | |
| _______________* Съгласно ГОСТ Р IEC 86-1. | ||
| ** В някои страни това са елементи от типове ААА(R03), АА(R6), C(R14), D(R20). | ||
Таблица 2 показва размерите на други батерии в корпуси, с изключение на тези, които са взаимозаменяеми с първични клетки.
Таблица 2 - Размери на батериите в кутии (без свързващите клеми)
| Размери в милиметри | ||||
| Обозначение* | Диаметър |
Височина |
||
| Номин. | Предишно изключено | Номин. | Предишно изключено | |
| КР11/45 | 10.5 | 44.5 | ||
| КР12/30 | 12.0 | 30.0 | ||
| КР15/18 | 14.5 | 17.5 | ||
| КР15/30 | 14.5 | 0-0.7 | 30.0 | 0-1.5 |
| КР15/51 | 14.5 | 50,5 | ||
| КР17/18 | 17.0 | 17.5 | ||
| КР17/29 | 17.0 | 28.5 | ||
| КР17/43 | 17.0 | 43.0 | ||
| KR17/50 | 17.0 | 50.0 | ||
| КР23/27 | 23.0 | 26.5 | ||
| КР23/34 | 23.0 | 34.0 | 0-1.5 | |
| КР23/43 | 23.0 | 0-1.0 | 43.0 | |
| KR26/31 | 25.8 | 31.0 | ||
| KR26/50 | 25.8 | 50.0 | ||
| КР33/44 | 33.0 | 44.0 | 0-2.0 | |
| KR33/62 | 33.0 | 61,5 | ||
| КР33/91 | 33.0 | 91.0 | 0-2.5 | |
| КР44/91 | 43.5 | 0-2.5 | 91.0 | |
| Буквите KR са последвани съответно от буквите L, M, H или X и LT, MT или HT (виж 2.1). | ||||
4 Електрически тестове
Токовете на заряд и разряд по време на тестове съгласно 4.1-4.8 трябва да се зададат въз основа на номиналния капацитет на батерията.
По време на всички тестове, с изключение на 4.7, не трябва да има изтичане на електролит.
4.1 Метод на зареждане
Зареждането, предшестващо различните режими на разреждане (освен ако не е посочено друго в този стандарт), се извършва при околна температура (20±5) °C с постоянен ток 0,1И в рамките на 16 часа.
Преди зареждане, батерията трябва да се разреди при околна температура (20±5) °C с постоянен ток 0,2И до крайното напрежение от 1,0 V.
4.2 Характеристики на разряда
Характеристиките на разреждане на батериите трябва да се проверяват в следната последователност.
4.2.1 Характеристика на разреждане при 20 °C
Батерията трябва да се зареди в съответствие с 4.1. След зареждане батерията трябва да се държи поне 1 час, но не повече от 4 часа, при околна температура (20±5)°C. След това батерията трябва да се разреди с постоянен ток в съответствие с Таблица 3 при същата температура. Продължителността на разреждане не трябва да бъде по-малка от посочената в Таблица 3.
Таблица 3 - Характеристики на разреждане при 20 °C
| Режим на разреждане | Минимално време за разреждане за различните типове батерии | ||||
| Ток, А | Крайно напрежение, V | Л/ЛТ | М/МТ | H/HT | Х |
| 0.2* |
1.0 | 5 часа | 5 часа | 5 часа | 5 часа |
| 1.0 |
42 мин. | 48 мин. | 54 мин. | ||
| 5.0** |
0.8 | — | 6 мин. | 9 мин. | |
| 10.0** |
0.7 | — | — | 4 мин. | |
| _______________* Допускат се пет цикъла на зареждане-разреждане. Изпитването може да бъде прекратено, ако продължителността на разреждане е достигната преди петия цикъл. | |||||
| **Преди теста за разреждане с токове 5.0и 10.0И, ако е необходимо, може да се проведе тренировъчен цикъл. Той трябва да се провежда при температура (20±5) °C и да се състои от заряд с ток 0,1A съгласно 4.1 и ток на разряд 0.2И съгласно 4.2.1 при същата температура. |
|||||
4.2.2 Характеристика на разреждане при минус 18 °C
Батерията трябва да се зареди в съответствие с 4.1. След зареждане батерията трябва да се съхранява най-малко 16 часа, но не повече от 24 часа, при околна температура от -18±2°C. След това батерията трябва да се разреди с постоянен ток в съответствие с Таблица 4 при същата температура. Продължителността на разреждане не трябва да бъде по-малка от посочената в Таблица 4.
Таблица 4 — Характеристики на разряда при минус 18 °C
| Режим на разреждане | Минимално време за разреждане за различните типове батерии | ||||||
| Ток, А | Крайно напрежение, V | Л/ЛТ | М | МТ | Н | НТ | Х |
| 0.2 |
1.0 | 2 часа | 3 часа | 2 часа | 3 часа | 2 часа | 4 часа |
| 1.0 |
0.9 | 15 мин. | 10 мин. | 30 мин. | 20 мин. | 36 мин. | |
| 2.0* |
0.8 | — | — | — | 9 мин. | 6 мин. | 13 мин. |
| 3.0* |
— | — | 7 мин. | ||||
| _______________* Преди теста за разреждане с токове 2.0и 3.0И, ако е необходимо, може да се проведе тренировъчен цикъл. Той трябва да се провежда при температура (20±5) °C и да се състои от заряд с ток 0,1A съгласно 4.1 и ток на разряд 0.2И съгласно 4.2.1 при същата температура. |
|||||||
4.3 Запазване на заряда
Батерията трябва да бъде тествана за задържане на заряд, като се използва следният тест.
След зареждане в съответствие с т. 4.1, батерията трябва да се съхранява (поддържа) в отворена верига в продължение на 28 дни. Средната температура на околната среда трябва да бъде (20±2) °C; въпреки това, по време на съхранение са допустими краткосрочни отклонения от ±5 °C.
След това батерията трябва да се разреди при условията, посочени в 4.2.1, с разряден ток 0,2А.
Продължителността на разреждане след 28 дни съхранение трябва да бъде най-малко 3 часа и 15 минути.
4.4 Време за работа
4.4.1 Време за работа в цикли
Преди тестване батерията трябва да се разреди с постоянен ток от 0,2И до крайното напрежение от 1,0 V.
Изпитването (независимо от типа на батерията) се провежда при околна температура (20±5) °C.
Зареждането и разреждането трябва да се извършват с постоянен ток циклично в режимите, посочени в Таблица 5. Ако е необходимо, по време на изпитването трябва да се използва принудително въздушно охлаждане на батерията, за да се предотврати повишаване на температурата на корпуса ѝ над 35 °C.
Забележка: Действителната температура на корпуса на батерията се определя от дизайна на батерията, а не от температурата на околната среда.
Таблица 5 — Време за работа в цикли
| Номер на цикъл | Режим на зареждане | Време за съхранение в заредено състояние | Режим на разреждане | ||
| Ток, А | Продължителност | Ток, А | Продължителност | ||
| 1 | 0.1 |
16 часа | 0,25 |
||
| 2-48 | 0,25 |
3 часа и 10 минути | — | 0,25 |
2 часа и 20 минути |
| 49 | 0,25 |
3 часа и 10 минути | 0,25 |
До крайно напрежение от 1,0 V* | |
| 50 | 0.1 |
16 часа | 1-4 часа | 0.2 |
|
| Допустимо е батериите да се държат в отворена верига след края на разреждането на 50-ия цикъл, така че до началото на 51-ия цикъл да не са повече от 14 дни. | |||||
| Подобна процедура може да се приложи към 100-ия, 150-ия, 200-ия, 250-ия, 300-ия и 350-ия цикъл. | |||||
Цикли 1-50 трябва да продължат, докато продължителността на разреждане на което и да е цикъл, кратен на 50, стане по-малка от 3 часа. Следващият цикъл трябва да се извърши в режим на 50-ия цикъл.
Изпитването се счита за завършено, ако продължителността на разреждане в два последователни цикъла е по-малка от 3 часа.
Броят на циклите в края на изпитванията трябва да бъде не по-малък от:
400 — за батерии от типове L, M, H и X;
50 — за батерии от тип LT, MT и HT.
За ускоряване на изпитването за жизнен цикъл или когато това изпитване се използва за определяне на осъществимостта на реалното приложение, могат да се използват режимите, посочени в таблици 5а и 5б.
Таблица 5а — Време за работа в цикли за батерии от типове H и X
| Режим на зареждане | Време за съхранение в заредено състояние | Режим на разреждане | ||||
| Номер на цикъл | Ток, А | Продължителност, ч | Ток, А | Продължителност | Обща продължителност, включително последваща почивка, мин. | |
| 1 | 0.1 |
16 | 30 мин. | 1.0 |
||
| 2-48 | 0.3 |
4 | 30 мин. | 1.0 |
До крайно напрежение от 1,0 V | 90 |
| 49 | 0.3 |
4 | 24 часа | 1.0 |
||
| 50 | 0.1 |
16 | 1-4 часа | 0.2 |
-* | |
| Допустимо е батериите да се оставят в отворена верига след края на разреждането на 50-ия цикъл, за да се започне следващият 51-ви цикъл в удобно време. Подобна процедура може да се приложи за 100-ия, 150-ия, 200-ия, 250-ия, 300-ия и 350-ия цикъл. | ||||||
Цикли 1-50 продължават, докато продължителността на разреждане до крайно напрежение от 1,0 V при всеки цикъл, кратен на 49, стане по-малка от 30 минути или при всеки следващ 50-ти цикъл стане по-малка от 3 часа.
Броят на циклите трябва да бъде най-малко 400.
Таблица 5б — Време за работа в цикли за батерии от тип X
| Режим на зареждане | Време за съхранение в заредено състояние | Режим на разреждане | ||||
| Номер на цикъл | Ток, А | Продължителност, ч | Ток, А | Продължителност | Обща продължителност, включително последваща почивка, мин. | |
| 1 | 0.1 |
16 | 30 мин. | 5.0 |
До крайно напрежение от 0,8 V | |
| 2-48 | 1.0 |
1 | 30 мин. | 5.0 |
42 | |
| 49 | 1.0 |
1 | 24 часа | 5.0 |
||
| 50 | 0.1 |
16 | 1-4 часа | 0.2 |
До крайно напрежение от 1,0 V | -* |
| Допустимо е батериите да се оставят в отворена верига след края на разреждането на 50-ия цикъл, за да се започне следващият 51-ви цикъл в удобно време. Подобна процедура може да се приложи за 100-ия, 150-ия, 200-ия, 250-ия, 300-ия и 350-ия цикъл. | ||||||
Цикли 1-50 продължават, докато продължителността на разреждане до крайно напрежение от 0,8 V при всеки цикъл, кратен на 49, стане по-малка от 5 минути или при всеки следващ 50-ти цикъл стане по-малка от 3 часа.
Броят на циклите трябва да бъде най-малко 400.
4.4.2 Работа с дългосрочно зареждане
4.4.2.1 Време за работа с дългосрочно зареждане за батерии от типове L, M, H и X
Преди тестване батерията трябва да се разреди с постоянен ток от 0,2И до крайното напрежение от 1,0 V.
Изпитването се провежда при околна температура (20±5) °C.
Зареждането и разреждането се извършват с постоянен ток в режимите, посочени в Таблица 6. Продължителността на разреждане след завършване на четири последователни цикъла трябва да бъде най-малко 3 часа.
Ако е необходимо, по време на тестването трябва да се използва принудително въздушно охлаждане на батерията, за да се предотврати повишаване на температурата на корпуса ѝ над 25 °C.
Таблица 6 - Време за работа с дългосрочно зареждане
| Номер на цикъл | Режим на зареждане | Режим на разреждане* | ||
| Ток, А | Продължителност, дни | Ток, А | Продължителност | |
| 1 | 0,05 |
91 | 0.2 |
|
| 2 | 0,05 |
91 | 0.2 |
До крайно напрежение от 1,0 V |
| 3 | 0,05 |
91 | 0.2 |
|
| 4 | 0,05 |
91 | 0.2 |
|
| Разреждането се извършва веднага след завършване на зареждането. | ||||
4.4.2.2 Време за работа с дългосрочно зареждане за батерии от тип LT, MT или NT
Изпитването се провежда на три етапа в съответствие с Таблица 7.
Тестовете се състоят от:
— проверка на ефективността на заряда;
— период на отлежаване — отлежаване в продължение на 6 месеца при температура 70°C.
Забележка: Температура от 70°C се очаква да симулира дългосрочно зареждане в продължение на 4 години при температура 40°C;
- последна проверка на ефективността на зареждане за наблюдение на батериите след периода на стареене.
Преди тестване батерията трябва да се разреди с постоянен ток от 0,2И до крайно напрежение от 1,0 V и поддържано най-малко 16 часа и не повече от 24 часа при околна температура (40±2) °C.
Батерията трябва да се зарежда и разрежда с постоянен ток в съответствие с Таблица 7, включително времето на задържане при околна температура съответно (40±2) °C и (70±2) °C.
Режим на разреждане A или B (виж Таблица 7) се избира в зависимост от изискванията на потребителя. Разреждането се извършва веднага след завършване на зареждането.
След първото изпитване за ефективност на зареждане при температура 40 °C, батерията трябва да се държи най-малко 16 часа и не повече от 24 часа при температура (70±2) °C.
Ако е необходимо, по време на 6-месечното отлежаване при 70°C, трябва да се вземат мерки за предотвратяване на повишаване на температурата на корпуса на батерията над 75°C.,Защо трябва да се използва принудително въздушно охлаждане?
Забележка: Действителната температура на корпуса на батерията се определя от дизайна на батерията, а не от температурата на околната среда.
Продължителността на разреждане за три цикъла при 70°C трябва да бъде записана.
Изтичане на електролит не се допуска по време на тестването.
След края на периода на стареене, батериите трябва да се съхраняват най-малко 16 часа и не повече от 24 часа при околна температура (40±2)°C.°В. След това се повтарят три цикъла от първоначалното изпитване за ефективност на зареждане при 40°C в съответствие с условията, дадени в Таблица 7. Продължителността на разреждане не трябва да бъде по-малка от посочената в Таблица 7.
Таблица 7 — Време за работа с дългосрочно зареждане за батерии от типове LT, MT и NT
| Номер на цикъл | Температура на околната среда, °C±2 °C | Режим на зареждане | Режим на разреждане | Минимална продължителност на разреждане за режима | |||
| А* | В** | ||||||
| Ток, А | Продължителност, дни | Ток, А | Продължителност | А* | В** | ||
| 1 | 2 | Не е стандартизирано | |||||
| 2 | 40 | 0,05 |
1 | 0.2 |
До крайно напрежение от 1,0 V | 3 часа и 45 минути | 42 мин. |
| 3 | 1 | ||||||
| 4 | 60 | ||||||
| 5 | 70 | 0,05 |
60 | 0.2 |
До крайно напрежение от 1,0 V | Не е стандартизирано | |
| 6 | 60 | ||||||
| 7 | 2 | Не е стандартизирано | |||||
