移動(dòng)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(qǐng)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(dòng)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(yàn)中心移動(dòng)通信手持機(jī)電池的市場(chǎng)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(shí)破，這種電池不但容量不足、壽命短，而且對(duì)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(jì)簡(jiǎn)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(duì)電池、充電器等進(jìn)行全面檢測(cè)，尤其是手持機(jī)電池的破壞性安全檢測(cè)。YD1268-2003移動(dòng)通信手持機(jī)鋰電池及充電器的安全要求和試驗(yàn)方法的頒布和實(shí)施將對(duì)移動(dòng)通信手持機(jī)鋰電池及充電器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用中的安全起到指導(dǎo)性作用，同時(shí)對(duì)移動(dòng)通信手持機(jī)鋰電池及充電器的強(qiáng)制性安全檢驗(yàn)提供必要的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)及試驗(yàn)方法，以保證產(chǎn)品切實(shí)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(chǔ)能設(shè)備移動(dòng)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(dòng)通信手持機(jī)電源技術(shù)要求和試驗(yàn)方法和YD/T 998-1999移動(dòng)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(dòng)通信手持機(jī)鋰電池及充電器的安全要求和試驗(yàn)方法，可與上述兩項(xiàng)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(dòng)通信手持機(jī)鋰電池的安全要求和試驗(yàn)方法，規(guī)定了移動(dòng)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(shí)的安全性要求和試驗(yàn)方法，適用于移動(dòng)通信手持機(jī)鋰電池（以下簡(jiǎn)稱電池）和鋰電池芯（以下簡(jiǎn)稱電池芯），第二部分是移動(dòng)通信手持機(jī)鋰電池充電器的安全要求和試驗(yàn)方法。為了加深對(duì)移動(dòng)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(yàn)方法結(jié)合起來(lái)介紹。1 移動(dòng)通信手持機(jī)鋰電池的安全要求和試驗(yàn)方法1.1一般要求本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電池的電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了一些建議，希望生產(chǎn)廠家在電池的設(shè)計(jì)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(cè)量應(yīng)大于5M手機(jī)電池并非電池芯的簡(jiǎn)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(jì)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(shí)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(shí)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(huì)產(chǎn)生熱量，若散熱不佳導(dǎo)致熱量聚集會(huì)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(jì)應(yīng)能防止電池溫度的異常上升。必要時(shí)，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(jì)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(jì)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(huì)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(gè)電池技術(shù)指標(biāo)和安全性能的下降。1.2正常使用時(shí)的安全要求考慮到試驗(yàn)的一致性及各電池試驗(yàn)結(jié)果具有可比性，試驗(yàn)所用電池芯或電池的生產(chǎn)日期應(yīng)在3個(gè)月以內(nèi)，但并不表示電池3個(gè)月后安全性能會(huì)下降。常態(tài)試驗(yàn)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(dòng)用完全充電的電池芯或電池進(jìn)行X、Y、Z三個(gè)方向的振動(dòng)試驗(yàn)，振動(dòng)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(dòng)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(shí)，然后取出置于室溫條件下，檢查其外觀，其外殼應(yīng)無(wú)變形或其變形不會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部元件暴露出來(lái)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(gè)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(yàn)可以在一個(gè)可強(qiáng)制調(diào)溫的恒溫箱中進(jìn)行，也可以在3個(gè)不同溫度的恒溫箱之間進(jìn)行。試驗(yàn)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(shí)后，應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。1.3可能發(fā)生誤操作時(shí)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(gè)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(yàn)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(gè)方向的碰撞。如果電池只有兩個(gè)對(duì)稱軸，只作兩個(gè)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(gè)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(duì)圓形或方形電池芯進(jìn)行擠壓試驗(yàn)時(shí)，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(yàn)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(gè)扁平表面上，將一個(gè)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(yàn)時(shí)，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(yàn)。每只樣品只能接受一次沖擊試驗(yàn)，每次試驗(yàn)只能使用一只樣品。試驗(yàn)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(yàn)、自由跌落試驗(yàn)、熱沖擊試驗(yàn)、耐擠壓性能試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、過充性能試驗(yàn)、強(qiáng)制放電性能試驗(yàn)是破壞性試驗(yàn)，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(duì)這些試驗(yàn)沒有要求不漏液。1.4 安全標(biāo)安全標(biāo)識(shí)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(shí)的一致性。另外，電池的說(shuō)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(dòng)通信手持機(jī)鋰電池充電器的安全要求和試驗(yàn)方法市場(chǎng)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(lái)承載，市場(chǎng)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?？刹鹦兜碾娫窜浘€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(lái)供電。市場(chǎng)中有的產(chǎn)品稱為充電器，但實(shí)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(xiǎn)電壓，對(duì)市電波動(dòng)有一定耐受力，需要時(shí)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(gè)安全水平上，主要采用恒流方式，能檢測(cè)充電的完成，根據(jù)某種算法終止充電以延長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)，也可組合在一個(gè)物理實(shí)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(jì)的復(fù)雜性和工作狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的熱量。理解這些概念有助于更有針對(duì)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(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)中要求的電壓波動(dòng)范圍是其額定值的85 110 ，頻率的波動(dòng)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(duì)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(duì)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(shí)，不會(huì)使安全特低電壓繞組上出現(xiàn)危險(xiǎn)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(yàn)。2.4說(shuō)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(shí)，不會(huì)引起本標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的危險(xiǎn)。應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)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(yàn)。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(shuō)明書廠家應(yīng)提供必要的使用說(shuō)明書，對(duì)充電器在操作、維修、運(yùn)輸或儲(chǔ)存時(shí)有可能引起危險(xiǎn)的情況提醒用戶特別注意。2.5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求2.5.1穩(wěn)定性直接插在墻壁插座上、靠插腳來(lái)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?？赏ㄟ^插座應(yīng)力試驗(yàn)檢驗(yàn)其是否合格。充電器應(yīng)按正常使用情況，插入到一個(gè)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(dòng)。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(xiǎn)，所以在設(shè)計(jì)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(gè)地短路或開路，并強(qiáng)迫充放電各2小時(shí)，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(xiǎn)）充電器正常使用時(shí)應(yīng)具有防觸及性，防止電擊及能量危險(xiǎn)。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(huì)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(duì)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(diǎn)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(yàn)，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(shí)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(jì)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(duì)扁平軟線，至少為該軟線截面長(zhǎng)邊尺寸的5倍。2.6外殼表面當(dāng)用戶碰觸到電池外殼時(shí)，其溫度不應(yīng)造成用戶的突然反應(yīng)使他受傷，人對(duì)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(duì)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(shí)后，測(cè)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(shí)測(cè)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(dòng)保護(hù)功能。將充電器輸出短路，充電器應(yīng)能自動(dòng)保護(hù)，故障排除后應(yīng)能自動(dòng)恢復(fù)工作。2.8絕緣電阻在常溫條件下，用絕緣電阻測(cè)試儀直流500 V電壓，對(duì)充電器主回路的一次電路對(duì)外殼、二次電路對(duì)外殼及一次電路對(duì)二次電路進(jìn)行測(cè)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(cè)試儀對(duì)充電器進(jìn)行絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)，且充電器必須是在進(jìn)行完絕緣電阻試驗(yàn)并符合要求后才能進(jìn)行絕緣強(qiáng)度的試驗(yàn)。一次電路對(duì)外殼、一次電路對(duì)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(duì)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(wú)擊穿與無(wú)飛弧現(xiàn)象。試驗(yàn)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(shí)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(jì)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(xiǎn)。變壓器過載試驗(yàn)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(xiǎn)和火焰蔓延減小到最低限度，為V2級(jí)或更優(yōu)等級(jí)。在進(jìn)行耐熱及防火試驗(yàn)時(shí)，V-0級(jí)材料可以燃燒或灼熱，但其持續(xù)時(shí)間平均不超過5s，在燃燒時(shí)所釋放的灼熱微?；蛉紵温湮锊粫?huì)使脫脂棉引燃。V-1級(jí)材料可以燃燒或灼熱，但其持續(xù)時(shí)間平均不超過25s，在燃燒時(shí)所釋放的灼熱微?；蛉紵温湮锊粫?huì)使脫脂棉引燃。V-2級(jí)材料可以燃燒或灼熱，但其持續(xù)時(shí)間平均不超過25s，在燃燒時(shí)所釋放的灼熱微?；蛉紵温湮飼?huì)使脫脂棉引燃。進(jìn)行本試驗(yàn)時(shí)可能會(huì)冒出有毒的煙霧，在適用的情況下，試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果無(wú)效的氣流。試驗(yàn)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(zhǎng)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