GB 24462-2009 民用原電池安全要求

民用原電池安全通用要求I Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14原電池的分類 25民用原電池安全性能要求 2 2 28電器具電池艙的安全設(shè)計 4附錄A(資料性附錄)電器具電池艙設(shè)計指南 6附錄B(資料性附錄)用鋰電池作電源的電器具設(shè)計者指南 本標準的的附錄A和附錄B為資料性附錄。本標準由全國原電池標準化技術(shù)委員會(SAC/TC176)歸口。1民用原電池安全通用要求1范圍器具的電池艙安全設(shè)計指南。本標準適用于民用的各類水溶液電解質(zhì)原電池(堿性和非堿性鋅-二氧化錳電池、鋅-氧化銀電池鋅-羥基氧化鎳電池、堿性和中性鋅-空氣電池)以及各類鋰原電池(鋰-氟化碳電池、鋰-二氧化錳電池、本標準為安全使用和處理原電池提供指導(dǎo)；為電器具設(shè)計者設(shè)計電池艙提供指導(dǎo)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。GB/T8897.2—2008原電池第2部分：外形尺寸和電性能要求GB/T8897.3原電池第3部分：手表電池GB8897.4原電池第4部分：鋰電池的安全要求GB8897.5原電池第5部分：水溶液電解質(zhì)電池的安全要求3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標準。按不可以充電設(shè)計的、直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾娫椿竟δ軉卧Ｓ呻姌O、電解質(zhì)、容器、極裝配有使用所必需的裝置(如外殼、極端、標志及保護裝置)的、由一個或多個單體原電池構(gòu)成的含水溶液電解質(zhì)的原電池。其液體電解質(zhì)中既不含水也無其他活性質(zhì)子(H+)來源的原電池。主要指GB/T8897.2—2008中的第三類和第四類電池。2GB24462—20094.1水溶液電解質(zhì)原電池水溶液電解質(zhì)原電池包括堿性和非堿性鋅-二氧化錳電池、鋅-氧化銀電池、鋅-羥基氧化鎳電池、堿性和中性鋅-空氣電池等。4.2非水溶液電解質(zhì)原電池非水溶液電解質(zhì)原電池包括鋰-氟化碳電池、鋰-二氧化錳電池、鋰-亞硫酰氯電池、鋰-二硫化鐵電5民用原電池安全性能要求5.1水溶液電解質(zhì)原電池行GB8897.5規(guī)定的各項安全性能檢驗，電池應(yīng)符合要求。5.2非水溶液電解質(zhì)原電池池等各類鋰原電池應(yīng)進行GB8897.4規(guī)定的各項安全性能檢驗，電池應(yīng)符合要求。b)生產(chǎn)時間(年和月)和保質(zhì)期，或建議的使用期的截止期限；c)正負極端的極性(適用時);d)標稱電壓；e)制造廠或供應(yīng)商的名稱和地址；g)執(zhí)行標準編號；h)安全使用注意事項(警示說明);6.2小電池的標志小電池標志的相關(guān)要求如下：a)當電池的外表面過小不足以標出6.1規(guī)定的各項內(nèi)容時，應(yīng)在電池上標明6.1a)型號和6.Ic)極性，6.1中所示的所有其他標志應(yīng)標在電池的直接包裝上；b)在小電池的直接包裝上還應(yīng)標明防止誤吞小電池的警告；c)扣式電池的生產(chǎn)時間(年和月)可用編碼表示，編碼方法見GB/T8897.3。7.1選購應(yīng)購買最適合于預(yù)期用途的、尺寸和類型合適的電池。當不能獲得指定牌號、尺寸和類型的電池時，可根據(jù)表明電化學(xué)體系和尺寸的電池型號來選擇替代7.2使用3立即從已不能正常工作的電器具或預(yù)計長期不用的電器具(如收音機、照相機等)中取出電池是有益的。雖然現(xiàn)在市場上的大部分原電池具有良好的耐泄漏性，但是已部分放電或完全放電的電池比未4GB24462—2009p)勿在嚴酷的條件下使用電器具，比如將電器具放在散熱器旁或置于停放在陽光下的汽車里等。q)確保在電器具使用后關(guān)閉電源。r)電池應(yīng)貯存在陰涼、干燥以及避免陽光直射的地方。7.3更換應(yīng)同時更換一組電池中所有的電池，新購電池不應(yīng)和已部分耗電的電池混用。不要將新舊電池、不同型號或品牌的電池混用。不同品牌、不同型號的電池或新舊電池混用時，由于存在電壓或容量的差在不違背我國相關(guān)法規(guī)的情況下，原電池可作為公共垃圾處理。不要用焚燒方式處理電池。焚燒電池產(chǎn)生的熱量可能會導(dǎo)致電池爆炸、著火和人身傷害。焚燒鋰原電池時，電池中的鋰會劇烈燃燒，鋰電池在火中會爆炸。鋰電池燃燒后的產(chǎn)物是有毒的、有腐蝕性。除了可采用被認可的可控制的焚燒爐外，不能焚燒電池。鋰原電池處理的注意事項詳見GB8897.4。水溶液電解質(zhì)原電池處理的注意事項詳見GB8898.5。8電器具電池艙的安全設(shè)計合理地設(shè)計電器具的電池艙可以大大減少或消除電池故障，從而避免因電池艙設(shè)計不周引發(fā)的電池故障而造成的電器具損壞或使用者的人身傷害。8.1技術(shù)聯(lián)系建議生產(chǎn)以原電池作電源的電器具公司與電池行業(yè)保持緊密聯(lián)系，從設(shè)計開始就應(yīng)考慮現(xiàn)有的各種電池的性能。只要有可能，應(yīng)盡量選擇GB/T8897.2—2008、GB/T8897.3以及我國的其他原電池國家標準和行業(yè)標準中已有型號的電池。8.2設(shè)計電池艙時應(yīng)考慮的重要因素在設(shè)計電池艙時應(yīng)考慮以下因素：a)電池艙應(yīng)當方便好用，電池艙應(yīng)設(shè)計成使電池易于裝入而不易掉出。b)電池艙應(yīng)設(shè)計成能防止幼兒接觸到電池，供兒童使用的電器具的電池艙應(yīng)堅固耐敲擊c)設(shè)計電池艙及其正負極接觸件的結(jié)構(gòu)和尺寸時，應(yīng)當使符合我國國家標準和行業(yè)標準的原電池可以裝入。尺寸不應(yīng)當局限于某一電池廠的電池，否則當要更換裝入不同來源的電池時就會有麻煩。即使有的電池制造廠或其他國家的標準規(guī)定的電池公差比本標準要小，電器具的設(shè)計者也決不能忽視我國國家標準和行業(yè)標準規(guī)定的公差。d)電池艙上應(yīng)永久而清晰地標明所用電池的類型、正負極性(十和一)的正確排列及電池裝入的方向。引起麻煩的最常見原因之一，就是一組電池中有一個電池倒置，可能導(dǎo)致電池泄漏、爆炸、著火。為了把這種危害性降到最小程度，電池艙應(yīng)設(shè)計成一旦有電池倒置就不能形成e)盡管電池的耐漏性能有了很大的改善，但泄漏偶爾還會發(fā)生。當無法將電池艙與電器具完全隔開時，應(yīng)將電池艙安排在適合的位置，使電器具因電池泄漏而受損的可能性降到最小。f)電器具的電路應(yīng)設(shè)計成當電池的電壓降至電池生產(chǎn)企業(yè)推薦的電壓值時電器具就不能工作。低于此電壓的電池繼續(xù)放電會使電池內(nèi)發(fā)生不利的化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致泄漏。g)在設(shè)計電器具上與電池相接觸的接觸件時，應(yīng)選用電阻小的材料制成，應(yīng)當注意到接觸件的外形、結(jié)構(gòu)和材料應(yīng)與電池的極端相匹配，使之能形成良好的電接觸。即使是使用GB/T8897.2—2008等標準允許的極限尺寸的電池也應(yīng)如此。設(shè)計電池艙負極接觸件的結(jié)構(gòu)時應(yīng)注意允許電池負極端有凹進。h)只有電池的極端才能和電路形成物理接觸。電器具上與電池相連的接觸件或電器具電路上5GB24462—2009的任何部分都不能和電池的外殼相接觸。否則要冒發(fā)生短路的風險。i)許多電器具設(shè)計成可使用轉(zhuǎn)換電源的(電網(wǎng)電源加上電池電源),在這種情況下，電器具的電路應(yīng)設(shè)計成：1)能防止電網(wǎng)電源對原電池充電，或2)裝有保護原電池的元件(如二極管)。這樣，通過保護元件流經(jīng)原電池的充電(漏電)電流就不會超過電池生產(chǎn)廠的建議值。j)利用電池正極(十)和負極(一)極端形狀和尺寸的不同來設(shè)計電池艙，防止電池倒置。電池艙的正極(十)和負極(一)接觸件在外形上應(yīng)明顯不同，以避免裝入電池時出錯。I采用中性鋅-空氣電池(A體系)或堿性鋅-空氣電池(P體系)作電源的電器具應(yīng)允許有足夠的空氣進入電池艙。對于A體系的電池，在正常工作時最好處于直立狀態(tài)。m)不提倡電池艙采用并聯(lián)形式連接電池，因為在并聯(lián)情況下如果有電池裝反就會具備充電條n)強烈建議電器具的設(shè)計者們在設(shè)計電器具時參閱GB8897.4和GB8897.5,對安全性作全面8.3電池艙設(shè)計指南防止電池反向安裝的方法、防止電池短路的方法、電器具內(nèi)電池排列的首選方式以及防水的和不透氣電器具電池艙設(shè)計指南參見附錄A。用鋰電池作電源的電器具設(shè)計者指南參見附錄B。6(資料性附錄)電器具電池艙設(shè)計指南以電池作電源的電器具技術(shù)的日益發(fā)展，促使原電池在電化學(xué)性能和結(jié)構(gòu)兩方面趨于成熟，電池的容量和放電能力得以提高。由于原電池技術(shù)的不斷發(fā)展、進步以及人們對“電池可以滿足安全和高性能兩方面的需求”的認可，有關(guān)“電池因濫用而導(dǎo)致電器具故障的情形大多數(shù)是由于使用者偶然誤用而造下列內(nèi)容可以幫助以電池作電源的電器具的設(shè)計者們了解如何才能大大減少或消除電池故障。電池艙設(shè)計不良可導(dǎo)致電池反向裝入或使電池短路。A.1.2由于電池反向引起的潛在危險在由三個或更多的電池串聯(lián)組成的電路中(如圖A.1所示),如果有一個電池反向，就存在下列潛在的危險：a)該反向電池被充電；b)該反向電池內(nèi)部產(chǎn)生氣體；c)該反向電池發(fā)生泄放；d)該反向電池的電解質(zhì)泄漏。注：電池的電解質(zhì)對人體組織是有害的。電池短路會存在下列潛在的危險：a)大電流通過導(dǎo)致熱量產(chǎn)生；b)產(chǎn)生氣體；c)發(fā)生泄放；d)電解質(zhì)泄漏；e)產(chǎn)生的熱量損壞絕緣的外包裝(如造成外包裝收縮)。7A.2.1首先考慮的有關(guān)電池的關(guān)鍵因素該指南主要針對尺寸范圍從R1～R20的圓柱形電池，所涉及的電池體系一般是堿性和非堿性鋅-二氧化錳體系。雖然這兩個體系是可以互換的，但是這兩個體系的電池決不能放在一起在電池艙設(shè)計的初期階段，就應(yīng)當注意到這兩個體系下述的外形差異和允許的設(shè)計特征：a)堿性鋅-二氧化錳電池的正極端與電池外殼相連。b)非堿性鋅-二氧化錳電池的正極端與電池外殼絕緣。c)這兩種類型的電池都有絕緣的外包裝，可以是紙、塑料或其他非導(dǎo)電的材料。外包裝偶爾也可能是金屬的(導(dǎo)電性的),但此時它是與電池的基本單元相絕緣的。d)在設(shè)計構(gòu)成電器具的負極接觸件時，應(yīng)當注意到有些電池的負極端可能是凹進去的，因此為了確保能形成良好的電接觸，電器具應(yīng)避免采用完全扁平的接觸件。e)無論在什么環(huán)境下，電池的連接件或電器具電路上的任何部分都不能和電池的外包裝相還應(yīng)考慮以下因素：a)建議生產(chǎn)以電池作電源的電器具公司與電池行業(yè)保持密切的聯(lián)系。在電器具設(shè)計之初就應(yīng)考慮現(xiàn)有的各種電池的性能。只要有可能，就應(yīng)選擇GB/T8897.2—2008、GB/T8897.3以及我國的其他原電池國家標準和行業(yè)標準中已有型號的電池。b)電池艙應(yīng)設(shè)計成使電池易于裝入而不易掉出。c)電池艙應(yīng)設(shè)計成能防止幼兒易于接觸到電池。d)尺寸不應(yīng)當局限于某一電池廠的電池，否則當要更換裝入不同來源的電池時就會有麻煩。在設(shè)計電池艙時應(yīng)考慮到GB/T8897.2—2008等標準所規(guī)定的電池尺寸和公差；e)清晰地標明所用電池的類型、極性(十和一)的正確排列及電池裝入的方向。f)雖然電池的耐泄漏性能已得到極大改善，但偶爾仍會發(fā)生泄漏。如果電池艙無法與電器具完全隔開時，應(yīng)將其置于適當?shù)奈恢?，使電器具因電池泄漏而損壞的可能性降至最小。g)電器具的電路應(yīng)設(shè)計成當每個電池的電壓降至0.7V時，即串聯(lián)電池的總電壓降至0.7×n.時(ns為串聯(lián)連接的電池數(shù))電器具就不能工作。低于此電壓的電池繼續(xù)放電會使電池內(nèi)發(fā)生不利的化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致泄漏。為了解決由于電池反向安裝而帶來的問題，在電池艙的設(shè)計階段就應(yīng)當考慮要確保電池不會裝錯，或者即使裝錯也無法形成電接觸。A.3.1正極接觸件的設(shè)計采取措施防止電池在電池艙中不必要的移動。8絕緣的凸櫞擋住負極，使其不能與接觸件接觸。a)電池正確裝入b)電池錯誤裝入圖A.2正極接觸件隱藏在凸櫞之間負極極端只能與周邊絕緣區(qū)接觸a)電池正確裝入b)電池錯誤裝人電池的正極極端只能與絕緣的中心處接觸，而不能與U型的負極接觸件接觸。a)電池正確裝入b)電池錯誤裝入A.3.3設(shè)計時應(yīng)考慮電池的朝向為了避免反向裝入電池，建議所有的電池應(yīng)朝向一致，圖A.5a)和圖A.5b)為兩個示例。圖A.5a)展示的是電池在電器具中安置的首選方式，而圖A.5b)是一個可選方式。注：正極接觸保護應(yīng)如圖A.2或圖A.3所示。a)首選的電池朝向9GB24462—2009b)可選的電池朝向注1:正極接觸保護應(yīng)如圖A.2或圖A.3所示，負極接觸保護應(yīng)如圖A.4所示。注2:圖A.5b)的排列方式只能實際用于R14和R20尺寸的電池，因為其他尺寸電池的負極區(qū)(相應(yīng)規(guī)范中的尺寸圖A.5(續(xù))表A.1電池極端尺寸及圖A.6所示的電器具正極接觸件的推薦尺寸單位為毫米相關(guān)電池電池負極極端的尺寸電池正極極端的尺寸電器具正極接觸件的推薦尺寸(最小值)(最大值)G(最小值)XY9.6～11.07.6～9.05.6～6.80.4～0.93.9～4.2a見GB/T8897.2—2008XF絕緣體C絕緣體正確放置接觸區(qū)接觸區(qū)a)正確裝入電池b)錯誤裝人電池注：電器具的正極接觸件凹隱在周圍的絕緣體中。圖A.6電器具正極接觸件設(shè)計結(jié)構(gòu)示例以及正極接觸件的推薦尺寸該凹孔的直徑應(yīng)大于電池正極極端的直徑(F)但應(yīng)小于電池負極極端的直徑(C)。圖A.6a)中電池的安裝是正確的。在圖A.6b)中電池是反向安裝的，在這種情況下，電池的負極極端只能與四周的絕C:電池負極端接觸面的外徑。F:突起的電池正極端的直徑。G:電池正極端突起面與其次高部分之間的距離。X:作為正極接觸件的凹孔的直徑，X應(yīng)大于F但小于C。Y:作為正極接觸件的凹孔的深度，Y應(yīng)當小于G。A.4防止電池短路的方法就堿性鋅-二氧化錳電池而言，包著絕緣外套(見A.2.1c)]的鋼殼具有和正極相同的電壓。如果該層絕緣外套被電器具中導(dǎo)電線路的任何一處割裂或刺破的話，就可能發(fā)生如圖A.7所示的短路(應(yīng)當注1:由短路造成的各種潛在的危險見A.1.3中的說明。A.4.2當采用彈簧卷作為接觸件連接電池時防止電池外部短路的方法如圖A.9所示放置電池時(先放入正極端),有可能使負極(一)彈簧接觸件扭曲變形，繼而在電池圖A.9逆著彈簧安裝(應(yīng)避免發(fā)生這種情況)圖A.10彈簧扭曲變形的示例表A.2為彈簧線的推薦直徑。電池類型mmR6RiLR6GB24462—2009電池類型a見GB/T8897.2—2008。A.7在設(shè)計上要注意的其他事項在設(shè)計電池艙時還應(yīng)注意以下事項：圖A.5a)和圖A.5b)來安排電池。注2:在極端情況下電池有可能發(fā)生爆炸。O+1)被強制放電的電池內(nèi)部產(chǎn)生氣體；表B.1是供用鋰電池作電源的電器具設(shè)計者使用的指南(也可參見附錄A電池艙設(shè)計指南)。分項目建議不聽從建議可能會引起的后果(1)當鋰電池作為主電源使用時(1.1)選擇合適的電池為電器具選擇最合適的電池，注意電池的其他電性能電池可能過熱(1.2)確定使用的電池數(shù)方法a)含多個單體電池的電池及其他),只使用一個電池若串聯(lián)電池的容量不相同，低容量電池會被過放電，可能導(dǎo)致電池電解液泄漏、過熱、破裂、爆炸或著火b)圓柱形電池(CR17345,CR11108及其他),使用的電池數(shù)：三個以下c)扣式電池(CR17345,CR11108及其他),使用電池數(shù)：三個以下d)使用的電池超過1個時，在同一電池艙內(nèi)不可使用不同類型的電池e)電池并聯(lián)使用時，要有防止被充電的保護措施若并聯(lián)電池的電壓不相同，低電壓的電池會被充電，可能導(dǎo)致電池電解液泄漏、過熱、破裂、爆炸或著火(1.3)電池電路的設(shè)計a)電池電路應(yīng)和其他任何電源分開電池被充電時，可能會導(dǎo)致電解液泄漏、過熱、破裂、爆炸或著火b)應(yīng)在電路中配置如熔斷絲那樣的保護裝置電池短路可能會導(dǎo)致電解液泄漏、過熱、破裂、爆炸或著火(2)當鋰電池作為后備電源使用時(2.1)電池電路的設(shè)計電池應(yīng)該用于單獨的