移動通信手持機(jī)鋰電池及充電器的安全.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除天馬行空官方博客：/tmxk_docin ；QQ:1318241189；QQ群：175569632移動通信手持機(jī)鋰電池及充電器的安全信息產(chǎn)業(yè)部郵電工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心移動通信手持機(jī)電池的市場空間巨大,但假冒偽劣電池泛濫成災(zāi)，用廢舊電池芯生產(chǎn)的劣質(zhì)電池在外觀結(jié)構(gòu)上不易被識破，這種電池不但容量不足、壽命短，而且對手持機(jī)的損害非常大，安全隱患嚴(yán)重。劣質(zhì)充電器的線路設(shè)計簡單，使用劣質(zhì)元器件，也沒有保護(hù)電路，極易把電池充壞，抗電強(qiáng)度、絕緣性能、插頭安全性能等也存在嚴(yán)重問題，因此有必要對電池、充電器等進(jìn)行全面檢測，尤其是手持機(jī)電池的破壞性安全檢測。YD1268-2003移動通信手持機(jī)鋰電池及充電器的安全要求和試驗方法的頒布和實施將對移動通信手持機(jī)鋰電池及充電器的設(shè)計、生產(chǎn)和使用中的安全起到指導(dǎo)性作用，同時對移動通信手持機(jī)鋰電池及充電器的強(qiáng)制性安全檢驗提供必要的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)及試驗方法，以保證產(chǎn)品切實符合安全要求。該標(biāo)準(zhǔn)屬于通信電源標(biāo)準(zhǔn)體系中儲能設(shè)備移動手機(jī)電源產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，該系列目前已制定的標(biāo)準(zhǔn)還有YD/T 856-1996移動通信手持機(jī)電源技術(shù)要求和試驗方法和YD/T 998-1999移動通信手持機(jī)用鋰離子電源及充電器，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定移動通信手持機(jī)鋰電池及充電器的安全要求和試驗方法，可與上述兩項標(biāo)準(zhǔn)配合使用。YD/T 856-1996和YD/T 998-1999是推薦性標(biāo)準(zhǔn)，偏重于規(guī)定產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)，而YD1268-2003的全部技術(shù)內(nèi)容為強(qiáng)制性的。YD1268-2003分為兩部分，第一部分是移動通信手持機(jī)鋰電池的安全要求和試驗方法，規(guī)定了移動通信手持機(jī)鋰電池的安全性能要求，包括正常使用及可能發(fā)生誤操作時的安全性要求和試驗方法，適用于移動通信手持機(jī)鋰電池（以下簡稱電池）和鋰電池芯（以下簡稱電池芯），第二部分是移動通信手持機(jī)鋰電池充電器的安全要求和試驗方法。為了加深對移動通信手持機(jī)鋰電池及充電器的安全要求的理解，本文按照標(biāo)準(zhǔn)中安全要求的順序，將標(biāo)準(zhǔn)要求和試驗方法結(jié)合起來介紹。1 移動通信手持機(jī)鋰電池的安全要求和試驗方法1.1一般要求本標(biāo)準(zhǔn)對電池的電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了一些建議，希望生產(chǎn)廠家在電池的設(shè)計環(huán)節(jié)能充分考慮到電池的安全性。1.1.1 絕緣與配線，除非電池的電極終端與電池的金屬外殼有連通。W常見的電池外殼都是非金屬的，但有的電池也采用金屬外殼，后種情況下電池的電極終端與電池的金屬外殼之間的絕緣電阻在500V直流電壓下測量應(yīng)大于5M手機(jī)電池并非電池芯的簡單組合，電池芯之外還有保護(hù)電路和控制電路，其內(nèi)部配線及絕緣應(yīng)充分滿足預(yù)計的最大電流、電壓和溫度的要求，配線的排布應(yīng)保證端子之間有足夠的間隙和絕緣穿透距離，內(nèi)部連接的整體性能應(yīng)充分滿足可能發(fā)生誤操作時的安全要求。1.1.2 泄放泄放的含義即電池或電池芯內(nèi)部的過高壓力在安全閥處釋放以防止其破裂或爆炸。標(biāo)準(zhǔn)要求電池或電池芯在內(nèi)部壓力過高達(dá)到一定限值時能以一定的速率將壓力泄放以防止電池的破裂、爆炸和自燃。如果電池的電池芯被封裝在外殼內(nèi)，則該封裝的形式和封裝的方法在正常操作過程中不應(yīng)引起電池過熱，也不應(yīng)約束內(nèi)部壓力的泄放。1.1.3 溫度/電流管理電池充電過程中，電池和充電器內(nèi)部的電路都會產(chǎn)生熱量，若散熱不佳導(dǎo)致熱量聚集會影響電池正常的化學(xué)反應(yīng)過程，造成電池的熱失效，因此，電池的設(shè)計應(yīng)能防止電池溫度的異常上升。必要時，電池的充電和放電應(yīng)設(shè)定安全限流，防止電流過大而產(chǎn)生過多熱量。1.1.4 終端連接電池外殼應(yīng)清晰地標(biāo)明終端的極性。終端的尺寸大小和形狀應(yīng)能確保承載預(yù)計的最大電流。外部終端表面應(yīng)采用機(jī)械性能良好并耐腐蝕的導(dǎo)電材料。終端應(yīng)設(shè)計成最不可能發(fā)生短路的樣式。1.1.5 電池芯裝配成電池電池芯與所裝配電池的容量應(yīng)緊密匹配，裝配在同一電池里的電池芯應(yīng)結(jié)構(gòu)相同，化學(xué)成分相同，并且是同一廠家生產(chǎn)的。不同廠家生產(chǎn)的電池芯在電解液和電極材料等方面均會有所差異，如此規(guī)定的目的是為了保證裝配在同一電池中電池芯的一致性，防止落后電池芯造成整個電池技術(shù)指標(biāo)和安全性能的下降。1.2正常使用時的安全要求考慮到試驗的一致性及各電池試驗結(jié)果具有可比性，試驗所用電池芯或電池的生產(chǎn)日期應(yīng)在3個月以內(nèi)，但并不表示電池3個月后安全性能會下降。常態(tài)試驗在205的環(huán)境溫度下進(jìn)行。1.2.1 連續(xù)低倍率充電 完全充電的電池芯以額定的低倍率電流0.01C5 A持續(xù)充電28天后，應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。1.2.2振動用完全充電的電池芯或電池進(jìn)行X、Y、Z三個方向的振動試驗，振動源單振幅0.76mm (雙振幅1.52mm), 頻率變化率1Hz/min, 頻率范圍10Hz到55Hz，往返振動90 min5min后，電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。1.2.3高溫性能完全充電的電池置于702恒溫箱中，保持7小時，然后取出置于室溫條件下，檢查其外觀，其外殼應(yīng)無變形或其變形不會導(dǎo)致電池內(nèi)部元件暴露出來1.2.4溫度循環(huán)完全充電的電池或電池芯置于可強(qiáng)制調(diào)溫的恒溫箱中，按下列程序做 -20 到 +75 的溫度循環(huán)： （1）30min內(nèi)使恒溫箱的溫度升到752，并在此溫度下保持4h；（2）30min內(nèi)使恒溫箱的溫度降到205，并在此溫度下保持2h；（3）30min內(nèi)使恒溫箱的溫度降到 -202，并在此溫度下保持4h；（4）30min內(nèi)使恒溫箱的溫度升到205，并在此溫度下保持2h；（5）再重復(fù)1-4的步驟做4個循環(huán)；（6）第5次循環(huán)完成后，電池保存2h再作檢查，應(yīng)符合相關(guān)要求。該試驗可以在一個可強(qiáng)制調(diào)溫的恒溫箱中進(jìn)行，也可以在3個不同溫度的恒溫箱之間進(jìn)行。試驗后，電池芯或電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。1.2.5低壓性能完全充電的電池芯置于溫度為205 的真空干燥箱中，抽真空使氣壓小于11.6kpa后保持6小時后，應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。1.3可能發(fā)生誤操作時的安全要求1.3.1外部短路完全充電的電池或電池芯分別在205和555的環(huán)境中放置 2h。然后，用連線短接每個電池芯或電池的正負(fù)極終端并確保全部外部電阻小于100m。短接后，保持24h，到電池芯或電池外殼的溫度下降到電池芯或電池原始溫度+電池芯或電池短路后的最大溫升20%。試驗后，電池或電池芯應(yīng)不起火、不爆炸。1.3.2自由跌落完全充電的電池芯或電池以任意方式從1米高處自由跌落到水泥地面3次后，應(yīng)不起火、不爆炸。1.3.3機(jī)械碰撞在205環(huán)境中，完全充電的電池承受X、Y、Z三個方向的碰撞。如果電池只有兩個對稱軸，只作兩個方向的碰撞。在最初3ms內(nèi)的平均加速度應(yīng)75gn，最高加速度應(yīng)在125gn 和 175gn之間。碰撞1000次10次后，電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。1.3.4熱沖擊完全充電的電池芯，置于一個烘箱中加熱。烘箱的溫度以（52）/min的速率上升至1302，保持10min，電池芯應(yīng)不起火、不爆炸。1.3.5耐擠壓性能完全充電的電池芯置于兩平行平板間，施加擠壓力為13kN1kN，一旦達(dá)到最大壓力或壓力突然下降1/3，即可卸壓。對圓形或方形電池芯進(jìn)行擠壓試驗時，要使電池芯的縱軸與擠壓設(shè)備扁平表面保持平行。方形電池芯要沿其縱軸旋轉(zhuǎn)90，以便電池芯的寬邊和窄邊都能受到擠壓的作用，外殼為鋁塑復(fù)合膜的電池芯只做寬面的擠壓。試驗后，電池芯應(yīng)不起火、不爆炸。1.3.6沖擊完全充電的電池芯置于一個扁平表面上，將一個半徑為8mm、質(zhì)量為10kg的棒垂直置于樣品中心的正上方，從600mm 高度處落下作用到樣品上。圓柱形或方形電池芯在接受沖擊試驗時，其縱軸要平行于扁平表面，垂直于棒的縱軸。方形電池芯要沿其縱軸旋轉(zhuǎn)90，以便電池芯的寬邊和窄邊都能受到?jīng)_擊作用。外殼為鋁塑復(fù)合膜的電池芯只做寬面的沖擊試驗。每只樣品只能接受一次沖擊試驗，每次試驗只能使用一只樣品。試驗后，電池芯應(yīng)不起火、不爆炸。1.3.7過充性能完全放電的電池芯，以10V的電壓、0.2C5A的電流充電12.5h后，應(yīng)不起火、不爆炸。1.3.8強(qiáng)制放電性能完全放電的電池芯承受1C5A電流強(qiáng)制放電90min后，應(yīng)不起火、不爆炸。外部短路試驗、自由跌落試驗、熱沖擊試驗、耐擠壓性能試驗、沖擊試驗、過充性能試驗、強(qiáng)制放電性能試驗是破壞性試驗，電池或電池芯的外殼均可能發(fā)生變化，漏液很難避免，但尚未影響安全性，因此標(biāo)準(zhǔn)中對這些試驗沒有要求不漏液。1.4 安全標(biāo)安全標(biāo)識的作用應(yīng)引起足夠的重視，電池本身應(yīng)具有安全警示，并且附加適當(dāng)?shù)木媛暶鳎铏z查確認(rèn)標(biāo)識的一致性。另外，電池的說明書中應(yīng)寫清合適的使用指導(dǎo)和推薦的充電方法等。2 移動通信手持機(jī)鋰電池充電器的安全要求和試驗方法市場上的電池充電器形色各異，有的使用電源線，有的不使用。直接插入式充電器不使用電源線，電源插頭和充電器外殼構(gòu)成一完整部件，其重量靠墻上插座來承載，市場上常見的“坐充”就是這類充電器。使用電源線的充電器，與電源連接的方式又分兩種：可拆卸的和不可拆卸的。可拆卸的電源軟線利用適當(dāng)?shù)碾娖鬟B接器與充電器連接以供電，不可拆卸的電源軟線固定在充電器上或與充電器裝配在一起來供電。市場中有的產(chǎn)品稱為充電器，但實際上是適配器，我們有必要區(qū)分這兩種功能。適配器主要是把交流市電轉(zhuǎn)換成直流電，根據(jù)電池的規(guī)格提供相應(yīng)的電壓電流，一般采用恒壓恒流方式，能夠隔離主電壓和危險電壓，對市電波動有一定耐受力，需要時可安全關(guān)斷。而充電器的主要功能是把充電電流限制在一個安全水平上，主要采用恒流方式，能檢測充電的完成，根據(jù)某種算法終止充電以延長電池壽命，若發(fā)現(xiàn)電池異常可終止充電。這兩種功能可分別實現(xiàn)，也可組合在一個物理實體中。GSM手機(jī)通常包含充電功能，與手機(jī)配套的只需適配器，而CDMA手機(jī)往往不包含充電功能，這樣減少了手機(jī)設(shè)計的復(fù)雜性和工作狀態(tài)時產(chǎn)生的熱量。理解這些概念有助于更有針對性地使用該標(biāo)準(zhǔn)。2.1交流輸入電壓充電器的額定輸入電壓為交流220 V，頻率為50 Hz，為了保證安全性，充電器應(yīng)能承受市電一定范圍內(nèi)的波動，標(biāo)準(zhǔn)中要求的電壓波動范圍是其額定值的85 110 ，頻率的波動范圍是2 Hz。 2.2電源線組件（1）電源線組件應(yīng)符合GB2099的要求；（2）電源線組件的額定值應(yīng)大于充電器電源要求的額定值；（3）電源軟線的導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于0.75mm2；（4）電源線組件中的電源軟線應(yīng)符合下列要求：*如果電源軟線是橡皮絕緣，則應(yīng)是合成橡膠，應(yīng)符合GB5013對通用橡膠護(hù)套軟電纜的要求；*如果電源軟線是聚氯乙烯絕緣的，應(yīng)符合GB5023對輕型聚氯乙烯護(hù)套軟線的要求。2.3隔離變壓器安全隔離變壓器在構(gòu)造上應(yīng)保證在出現(xiàn)單一絕緣故障和由此引起的其他故障時，不會使安全特低電壓繞組上出現(xiàn)危險電壓。隔離變壓器應(yīng)按照GB4943中附錄C的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行試驗。2.4說明和標(biāo)牌的要求2.4.1一般要求廠家應(yīng)向用戶提供足夠的資料，以確保用戶在按廠家的規(guī)定使用時，不會引起本標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的危險。應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)簡體中文書寫。標(biāo)記應(yīng)是耐久和醒目的，能承受標(biāo)記耐久性試驗。首先用一塊蘸有水的棉布擦拭15s，然后再用一塊蘸有汽油的棉布擦拭15s，標(biāo)牌應(yīng)清晰，不應(yīng)輕易被揭掉，不應(yīng)出現(xiàn)卷邊。2.4.2說明書廠家應(yīng)提供必要的使用說明書，對充電器在操作、維修、運(yùn)輸或儲存時有可能引起危險的情況提醒用戶特別注意。2.5結(jié)構(gòu)設(shè)計要求2.5.1穩(wěn)定性直接插在墻壁插座上、靠插腳來承載其重量的充電器，不應(yīng)使墻壁插座承受過大的應(yīng)力。可通過插座應(yīng)力試驗檢驗其是否合格。充電器應(yīng)按正常使用情況，插入到一個已固定好的沒有接地接觸件的插座上，該插座可以圍繞位于插座嚙合面后面8mm的距離處，與管件接觸件中心線相交的水平軸線轉(zhuǎn)動。為保持嚙合面垂直而必須加到插座上的附加力矩不應(yīng)超過0.25Nm。2.5.2結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)電池極性接反以及強(qiáng)制充電或放電可能導(dǎo)致危險，所以在設(shè)計上應(yīng)有防止極性接反以及防止強(qiáng)制充放電的措施。將起保護(hù)作用的任何元件一次一個地短路或開路，并強(qiáng)迫充放電各2小時，充電器應(yīng)不起火、不爆炸。2.5.3防觸及性（電擊及能量危險）充電器正常使用時應(yīng)具有防觸及性，防止電擊及能量危險。如果特低電壓電路的外部配線的絕緣是操作人員可觸及的，則該配線應(yīng)：*不會受到損壞或承受應(yīng)力；*不需要操作人員接觸。2.5.4連接布線（1）對使用不可拆卸的電源軟線的充電器應(yīng)裝有緊固裝置：*導(dǎo)線在連接點不承受應(yīng)力；*導(dǎo)線的外套不受磨損；*電源軟線應(yīng)能承受拉力試驗，電源軟線應(yīng)承受30N的穩(wěn)定拉力25次，拉力沿最不利的方向施加，每次施加時間為1s，電源軟線應(yīng)不被拉斷；*電源軟線緊固裝置應(yīng)由絕緣材料制成，或由具有符合附加絕緣要求的絕緣材料的襯套制成。（2） 電源軟線入口開孔處應(yīng)裝有軟線入口護(hù)套，或者軟線入口或襯套應(yīng)具有光滑圓形的喇叭口，喇叭口的曲率半徑至少等于所連接最大截面積的軟線外徑的1.5倍。軟線入口護(hù)套應(yīng)：*設(shè)計成防止軟線在進(jìn)入充電器入口處過分彎曲；*用絕緣材料制成；*采用可靠的方法固定；*伸出充電器外超過入口開孔的距離至少為該軟線外徑的5倍，或者對扁平軟線，至少為該軟線截面長邊尺寸的5倍。2.6外殼表面當(dāng)用戶碰觸到電池外殼時，其溫度不應(yīng)造成用戶的突然反應(yīng)使他受傷，人對溫度的反應(yīng)不僅是度數(shù)的高低，還取決于外殼材料的傳導(dǎo)特性和熱容量，60的金屬外殼比70的塑料外殼感覺要燙，UL和IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對非金屬外殼溫升的規(guī)定不超過50，而手機(jī)電池的外殼絕大部分是非金屬材料，因此本標(biāo)準(zhǔn)借鑒了該規(guī)定，要求如下：充電器額定工作2小時后，測量其外殼表面溫度變化小于1/h即認(rèn)為溫度穩(wěn)定，此時測量其外殼表面溫升應(yīng)小于50。2.7輸出短路保護(hù)充電器應(yīng)有短路的自動保護(hù)功能。將充電器輸出短路，充電器應(yīng)能自動保護(hù)，故障排除后應(yīng)能自動恢復(fù)工作。2.8絕緣電阻在常溫條件下，用絕緣電阻測試儀直流500 V電壓，對充電器主回路的一次電路對外殼、二次電路對外殼及一次電路對二次電路進(jìn)行測試，充電器的絕緣電阻應(yīng)不低于2 M。2.9絕緣強(qiáng)度用耐壓測試儀對充電器進(jìn)行絕緣強(qiáng)度試驗，且充電器必須是在進(jìn)行完絕緣電阻試驗并符合要求后才能進(jìn)行絕緣強(qiáng)度的試驗。一次電路對外殼、一次電路對二次電路應(yīng)能承受50 Hz、有效值為1500 V的交流電壓（漏電流10 mA），二次電路對外殼應(yīng)能承受50 Hz、有效值為500 V的交流電壓（漏電流10 mA），應(yīng)無擊穿與無飛弧現(xiàn)象。試驗電壓應(yīng)從小于一半規(guī)定電壓值處逐步升高，達(dá)到規(guī)定電壓值時持續(xù)1 min。2.10異常工作及故障條件下的要求充電器的設(shè)計應(yīng)能盡可能限制因機(jī)械、電氣過載或故障、異常工作或使用不當(dāng)而造成起火或電擊危險。變壓器過載試驗按照GB4943中附錄C1的要求進(jìn)行?？赡M下列故障條件：*一次電路中任何元器件的失效；*二次電路中任何元器件的失效。2.11材料的可燃性要求充電器外殼和印制板及元器件所用的材料應(yīng)能使引燃危險和火焰蔓延減小到最低限度，為V2級或更優(yōu)等級。在進(jìn)行耐熱及防火試驗時，V-0級材料可以燃燒或灼熱，但其持續(xù)時間平均不超過5s，在燃燒時所釋放的灼熱微?；蛉紵温湮锊粫姑撝抟肌-1級材料可以燃燒或灼熱，但其持續(xù)時間平均不超過25s，在燃燒時所釋放的灼熱微?；蛉紵温湮锊粫姑撝抟?。V-2級材料可以燃燒或灼熱，但其持續(xù)時間平均不超過25s，在燃燒時所釋放的灼熱微?；蛉紵温湮飼姑撝抟?。進(jìn)行本試驗時可能會冒出有毒的煙霧，在適用的情況下，試驗可以在通風(fēng)柜中進(jìn)行，或者在通風(fēng)良好的房間內(nèi)進(jìn)行，但是不能出現(xiàn)可能使試驗結(jié)果無效的氣流。試驗火焰應(yīng)利用本生燈獲得，本生燈燈管內(nèi)徑為9.5mm0.5mm，燈管長度從空氣主進(jìn)口處向上約為100mm。本生燈要使用熱值約為37MJ/m3的燃?xì)?。?yīng)調(diào)節(jié)本