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GB/T 15100-2003 /IEC 61436:1998 碱性或其他非酸性电解液的二次电池和电池组—密封金属氧化物镍可充单体电池总规范

 前言

本标准等同采用国际电工委员会 IEC 61436 ： 1998 《碱性或其他非酸性电解液的二次电池和电池组—密封金属氧化物镍可充单体电池》，在内容上与 IEC 61436 ： 1998 完全一致，在编写格式上参照了 GB/T1.1 — 2000 《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写规则》的有关规定。这样，利于适应国际贸易和国际接轨，便于和其他国家进行技术和经济交流，促进我国金属氧化物镍电池的发展。

本标准自发布之日起同时替代 GB/T 15100-1994 《金属氧化物镍圆柱密封碱性蓄电池总规范》。

本标准与 GB/T 15100-1994 相比变化如下：

—— GB/T 15100-1994 仅适用于圆柱密封碱性金属氧化物镍蓄电池，而本标准适用于圆柱密封碱性金属氧化物镍蓄电池和小方形密封碱性金属氧化物镍蓄电池；

——本标准规定电池型号用“ HR ”或“ HF ”开头，其后带以蓄电池的外形参数；

—— 20 ℃下仅规定了 0.2I t A 和 1I t A 放电；

——低温放电的环境温度为 0 ℃；

——蓄电池的循环寿命方法不同；

——过充电的时间改为 48H ；

——取消了对蓄电池备用态寿命的考核要求；

——蓄电池的贮存期改为 12 个月；

——增加了蓄电池的交流内阻和直流内阻的测量方法；

——蓄电池的验收分为定型试验和逐批检验。

本标准有中华人民共和国信息产业部提出。

本标准由全国碱性蓄电池标准化技术委员会归口。

本标准由国营第七五六厂负责起草。

本标准主要起草人：姚新岗、刘新军。

引言

依照惯例，二次碱性电池和电池组的制造商和用户把电池的充放电电流表示成为容量的倍数。例如：把给额定容量为 100Ah 电池充电的电流 20A 表示为 C/5A 或 0.2CA 。这种电流表示方法已经应用到与碱性电池和电池组有关的所有标准中。

多数意见认为这种电流的表示方法是量纲性错误，因为以安时为单位表示的容量的倍数仍将是以安时为单位，并不是所要求的以安培为单位来表示的电流。通过评定， IEC 第 21 技术委员会已经出版了《碱性二次电池和电池组标准中的电流表示指南》—— IEC61434 （1996-09 ），其中所叙述的方法在本标准中被采用。

简而言之，该方法规定标准试验电流应被表示为： I t A = C n Ah/1h

式中： I t ——是以安培（ A ）为单位的标准试验电流；
C n ——是制造商宣称的以安时（ Ah ）为单位的额定容量；
n ——是所宣称额定容量的时间基数。

1 总则

1.1 范围

本标准规定了适合于任何方位使用的—密封金属氧化物镍可充单体电池的试验和要求。

1.2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 2423.6 — 1995 电工电子产品环境试验 第二部分：试验方法 试验 Eb 和导则：碰撞（ idt IEC 60068-2-29:1987 ）

IEC 60051 直接指示模拟电气测量仪表及其附件

IEC 60410 ： 1973 计数检查抽样方案和程序

IEC 60485 数字电子直流电压表和直流电子模数转换器

1.3 术语和定义

本标准使用下列术语和定义：

1.3.1 密封金属氧化物镍电池 sealed nickel-metal hydride cell

在制造厂规定的充电制度和温度范围内，电池保持密封，既不漏气，也不漏液，电池本身装有安全装置，以防止内压过高的危险。电池无须添加电解液，并设计成能在其寿命期间以最初密封状态工作。

注：金属氧化物镍电池到寿命末期，由于电池内氢气的积累，有可能有气体逸出。

1.3.2 小方形电池 small prismatic cell

电池形状为长方体，其厚度和宽度不超过 25mm 。

1.3.3 密封金属氧化物镍可充电池的标称电压 nominal voltage of a sealed nickel-metal hydride rechargeable cell

密封金属氧化物镍可充电池的标称电压为 1.2V 。

1.3.4 额定容量 rated capacity

制造商所标明的电量 C 5 Ah ，即单体电池在 20 ℃条件下，以 0.2 I t A 的标准试验电流放电至终止电压 1.0V 时，所提供个最低电量。单体电池的充电、搁置和放电按第 4 章的规定进行。

1.4 参数测量公差

相对于规定值和实际值，所有可控制值或测量值的准确度应在下列公差之内：

A. 电压± 1 ℅

B. 电流± 1 ℅

C. 容量± 1 ℅

D. 温度± 1 ℅

E. 时间± 1 ℅

以上公差是由测量仪器、所使用的检测方法及测量过程中所有其他误差源组合形成的准确度。

对于测试仪器的选择，请参见 IEC60051 （对于模拟式仪器）和 IEC60485 （对于数字式仪器），所使用仪器的详情应在每份试验结果报告中提供。

2 型号和标志

2.1 电池型号

2.1.1 圆柱密封金属氧化物镍可充单体电池

圆柱密封金属氧化物镍可充单体电池的型号是以字母“ HR ”开头，后接以斜线分开的两组数字。

斜线左边的两个数字表示不小于电池所规定的最大直径整数，以 mm 为单位。

斜线右边的两个数字表示不小于电池所规定的最大高度整数，以 mm 为单位。

例如： HR15/51

2.1.2 小方形密封金属氧化物镍可充单体电池

小方形密封金属氧化物镍可充单体电池型号是以字母“ HF ”开头，后接以斜线分开的三组数字。

第一个斜线左边的两个数字表示不小于电池所规定的最大宽度整数，以 mm 为单位。

中间的两个数字表示不小于电池所规定的最大厚度整数，以 mm 为单位。

第二个斜线右边的两个数字表示不小于电池所规定的最大高度整数，以 mm 为单位。

例如： HF18/07/49

2.2 标志

除订购方另有要求外，无连接片的每只电池均应给出下列永久性标志：

——密封金属氧化物镍可充电池或 Ni-MH ；

——电池型号（按 2.1 规定）；

——额定容量；

——标称电压；

——推荐的充电率和时间；

——极性；

——制造日期（可用代码）；

——制造商或供应商的名称或商标（标志）。

注：如果带有连接片的密封金属氧化物镍可充单体电池是电池组的组成部分时，一般不需要标示，因为在这种情况下电池组本身标有上述内容。

3 尺寸

4 电气试验

根据本章和第五章进行的各种试验的充电电流和放电电流应以额定容量为基准。除 4.7 规定个试验外，所有试验中不应出现电解液泄露。

4.1 试验的充电程序（方法）

除标准另有说明外，试验的充电方法是在环境温度为 20 ℃± 5 ℃条件下，以恒电流 0.1I t A 充电 16 小时。

充电前，电池应在 20 ℃± 5 ℃条件下以 0.2I t A 恒流放电至终止电压 1.0V 。

4.2 放电性能

应按顺序进行下面的放电试验。

4.2.1 20 ℃放电性能

电池应按 4.1 充电，充电后电池应在环境温度为 20 ℃± 5 ℃条件下搁置 1h-4h 。然后在此环境温度下按表 3 规定放电。放电持续时间不少于表 3 规定的最短持续放电时间。

表 3 20 ℃放电性能

放电条件		最短持续放电时间
放电电流 /A	终止电压 /V
0.2I t a	1.0	5h
1I t	0.9	42min
a 该试验允许进行 5 次循环，当任一次循环结束满足要求时，可停止试验。

4.2.2 0 ℃放电性能

电池应按 4.1 充电，充电后电池应在环境温度为 0 ℃± 2 ℃条件下搁置 16h-24h 。然后在此环境温度下按表 4 规定放电。放电持续时间不少于表 4 规定的最短持续放电时间。

表 4 0 ℃放电性能

放电条件		最短持续放电时间
放电电流 /A	终止电压 /V
0.2I t	1.0	4h
1I t	0.9	36min

4.3 荷电保持能力

荷电保持能力应采用下列试验进行检验。电池按 4.1 规定充电后，应在环境温度 20 ℃± 2 ℃条件下开路搁置 28d ，搁置期间允许短时间温度在 20 ℃± 5 ℃范围内变化。 电池在 20 ℃条件下搁置 28d 后，应在 4.2.1 规定条件下以 0.2I t A 恒流放电，持续放电时间不少于 3h 。

4.4 循环寿命

循环寿命试验前，电池应以 0.2 I t A 恒流放电至终止电压 1.0V 。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。充放电应按表 5 中规定的条件始终以恒流进行，试验期间，应防止电池外客温度超过 35 ℃，必要时可采取强制通风措施。

注：决定电池性能的是电池的实际温度，而不是电池的环境温度。

表 5 循环寿命

循环次数	充电	充电态搁置	放电
1	0.1 I t A ， 16h	无	0.25 I t A ， 2h20min b
2-48	0.25 I t A ， 3h10min	无	0.25 I t A ， 2h20min b
49	0.25 I t A ， 3h10min	无	0.25 I t A, 放电至电压 1.0V
50	0.1 I t A ， 16h	1h-4h	0.2 I t A, 放电至电压 1.0V a
a 电池在完成 50 次循环后，允许开路搁置足够的时间，以便正好隔两周开始第 51 个循环。在第 100 、 150 、 200 、 250 、 300 、 400 次和第 450 次时可采取同样的方法（程序）。 b 如果放电电压低于 1.0V ，则放电可以停止。

重复 1-50 次循环，直至出现任一个第 50 次循环的放电时间少于 3h 为止，这时按照第 50 次循环的规定再进行一次循环。

当两个这样的连续循环的持续放电时间均少于 3h 时，寿命试验终止。试验结束时，循环次数应不少于 500 次。

4.5 恒压充电接受能力

本标准未规定恒压充电接受能力试验，也不推荐恒压充电。

4.6 过充电

电池耐过充电的能力应通过下列试验进行检测。

电池应在环境温度为 20 ℃± 5 ℃条件下，以恒电流 0.1I t A 充电 48 小时。充电后，在相同个温度下搁置 1h-4h 。

然后，电池在为 20 ℃± 5 ℃条件下，以恒电流 0.2I t A 恒流放电至终止电压 1.0V ，放电时间不少于 5h 。

4.7 安全装置动作

警告：进行本试验时，应非常小心。电池应分别进行试验，不符合要求的电池，即使切断充电电流也会发生爆炸，因此试验应在保护装置中进行。

为证实当电池内压超过安全装置动作的临界值时，电池的安全装置将会动作，释放气体。应进行下述试验。

电池在为 20 ℃± 5 ℃条件下以恒电流 0.2I t A 恒流强制放电至终止电压 0V 。然后将电流增至 1I t A ，并在相同的环境温度下保持 60 分钟。此期间及放电结束后，电池不会破裂或爆炸，但允许漏液和变形。

4.8 贮存

贮存试验前，电池应按 4.1 规定充电，然后在平均温度 20 ℃± 5 ℃、相对湿度（ 65 ± 20 ℅）的条件下开路搁置 12 个月。

贮存期间，环境温度在任何时候都不应超出 20 ℃± 10 ℃的范围。

贮存期满后，电池应按 4.1 规定进行放电和充电，并以 4.2.1 规定的 0.2I t A 恒流放电。

在 20 ℃条件下贮存 12 个月后，放电持续时间应不少于 4h 。允许电池经 5 次充放电循环后达到容量要求。

注：随后的质量检验过程中，在电池的贮存放电取得满意的结果前，可同意暂时认可电池性能。

4.9 内阻

密封金属氧化物镍可充单体电池的内阻应用交流法和直流法检验。

在同一只电池上用交流和直流两种方法进行内阻测量时，应首先用交流法，随后用直流法。在此情况下，就无须在交流法和支流法测量之间对电池进行放电和充电。

测量前，电池应以 0.2I t A 放电至终止电压 1.0V ，然后再按 4.1 充电，充电后电池在 20 ℃± 5 ℃的环境下搁置 1h-4h 。

4.9.1 交流内阻的测量

随即抽取电池以备试验用。如果是圆柱电池，半数电池的碰撞方向与电池的高度方向（轴向）平行，另半数电池的碰撞方向应垂直于电池的高度方向。

如果是小方形电池，则每只电池必须在三个相互垂直轴线的两个最容易损坏的方向上进行碰撞试验。

每只试验电池应安装牢固。适合的安装方法是用强粘接力环氧树脂胶将电池粘到至少 5mm 厚的钢板上。根据根据试验电池的冲击方向，可将电池底或者侧壁与安装板粘接在一起。

然后每只电池应按 4.1 固定进行充电。充电完成后进行碰撞试验，所采用的碰撞试验机应符合 GB/T 2423.6 — 1995 的要求。

碰撞试验应在 20 ℃± 5 ℃的环境温度下，按下列条件进行：

——峰值加速度（ A ） 98 m/s 2 (10g) ；

——脉冲宽度（ D ） 16 ms ；

——相应速度变化 1.00 m/s ；

——碰撞次数 1000 ± 10 。

碰撞试验完成后，每只电池应在 20 ℃± 5 ℃的环境温度条件下搁置 1~4h 。然后在相同的温度环境下，以 0.2I t A 恒流放电至终止电压 1.0V ，放电时间不少于 5h 。

6 定型和验收规则

6.1 定型试验

定型试验的顺序和样本大小按表 6 中规定。电池分为 6 组，即 A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 组，并分别进行试验。所需样品总数为 27 只，其中包括一只备用电池，在发生供货方责任范围之外的任何失效时，用于重复进行试验。

各组电池应该依次进行各项试验，全部电池都进行 A 组试验，然后按表 6 中规定的样本大小将样品随即分为 5 组。

表 6 规定了每组电池允许不合格电池数和总不合格数。如果一只电池不符合一组中个全部或部分试验项目的要求，则认为该电池不合格。

 

6.2 逐批检验

这些试验适用于独立批电池的交货验收。

抽样方案应按 IEC60410 确定，除非供需双方另有协定，否则，各项检验和试验应按表 7 推荐的检查水平和合格质量水平（ AQL ）进行。