ГОСТ Р 59196-2020 (ИСО 17546:2016). Национальный стандарт Российской Федерации. Батареи литий-ионные для космических аппаратов. Оценка жизненного цикла

3 Термины и определения

 

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 ускоренные испытания (accelerated test): Испытания, разработанные в целях сокращения времени испытаний на воздействие условий окружающей среды по сравнению с обычной эксплуатацией путем увеличения частоты, амплитуды, продолжительности воздействий или комбинации параметров этих воздействующих во время эксплуатации, факторов окружающей среды.

Примечание - См. [3].

 

3.2 активация (activation): Процесс приведения собранного аккумулятора в рабочее состояние в процессе производства на предприятии-изготовителе путем заливки электролита, который используется для определения начала срока годности батареи.

Примечание - См. [4] - [7].

 

3.3 старение (aging): Непрерывная потеря емкости вследствие повторяющегося циклирования или прохождения времени от момента активации.

Примечание - См. [6].

 

3.4 батарея (battery): Два или более аккумуляторов, электрически соединенные друг с другом, оборудованные устройствами, необходимыми для их использования, например корпусом, выводами, содержащие маркировку и оснащенные защитными устройствами.

Примечания

1 Батарею, состоящую из одного аккумулятора, рассматривают как "аккумулятор".

2 Батарея также может включать в себя некоторые другие комплектующие, такие как устройства электрического шунтирования, электронные устройства контроля заряда, нагреватели, датчики температуры, тепловые выключатели и элементы терморегуляции (см. [4], [5]).

3 Блоки, которые, как правило, называют "батарейными блоками", "модулями" или "батарейными сборками", главная функция которых служить источниками питания для других частей оборудования, в тексте настоящего стандарта рассматривают как батареи (см. [1]).

4 См. [1].

 

3.5 календарная потеря (calendar loss): Ухудшение электрических характеристик с течением времени после активации.

3.6 аккумулятор (cell): Единичное электрохимическое устройство в корпусе (с одним положительным и с одним отрицательным электродом) <1>, обладающее разностью потенциалов между двумя его выводами.

--------------------------------

<1> Наборы электродов, соединенных электрически внутри корпуса аккумулятора, рассматриваются как один электрод.

 

Примечание - См. [1].

 

3.7 потенциальная опасность (dangerous phenomenon): Возгорание, разрыв/взрыв, утечка электролита аккумулятора, сброс давления, прожоги от чрезмерно высоких температур наружной среды, образование разрывов корпуса батареи с выходом внутренних компонентов, а также образование дыма.

3.8 разрушение аккумулятора (disassembly): Сброс давления или разрыв аккумулятора, при котором твердое вещество любой части аккумулятора или батареи проникает за экранирующую сетку (сетка из отожженного алюминия с диаметром проволоки 0,25 мм и плотностью сетки от шести до семи проволок на 1 см), размещенную на расстоянии 25 см от аккумулятора или батареи.

Примечание - См. [1].

 

3.9 разлив (effluent): Выделение жидкости или газа при сбросе аккумулятором давления или протечке.

Примечание - См. [1].

 

3.10 взрыв (explosion): Условие, при котором происходит резкое вскрытие корпуса аккумулятора или батареи и принудительный выброс основных компонентов, вследствие чего происходит разрыв или раскол корпуса аккумулятора или батареи.

Примечание - См. ГОСТ Р МЭК 62133-2, а также [2].

 

3.11 внешнее короткое замыкание (external short circuit): Прямое соединение между положительным и отрицательным токовыводами аккумулятора или батареи проводником с сопротивлением менее 0,1 Ом.

Примечания

1 - Внешнее короткое замыкание происходит в том случае, если прямое соединение между положительным и отрицательным выводами имеет сопротивление настолько низкое, что через аккумулятор протекает ток, превышающий нормированный.

2 - См. [1].

 

3.12 деградация (fading): Ухудшение электрических характеристик вследствие циклирования <2>.

--------------------------------

<2> Деградация является следствием не только циклирования, но и просто временных изменений в материалах аккумулятора, носящего название "старение".

 

Примечание - Оценку проводят посредством проведения ресурсных испытаний при циклировании.

 

3.13 возгорание (fire): Выброс пламени из аккумулятора или батареи.

Примечание - См. [1], а также ГОСТ Р МЭК 62133-2.

 

3.14 выделение газа (gassing): Образование газа на одном или более электродах аккумулятора.

Примечание - См. [6].

 

3.15 вред (harm): Нанесение телесных повреждений или ущерба здоровью людей, причинение ущерба имуществу или окружающей среде.

3.16 опасность (hazard): Потенциальный источник вреда.

Примечание - Термин "опасность" приведен с целью определения происхождения или характера потенциального вреда (например, опасность поражения электрическим током, опасность раздавливания, опасность порезов, опасность отравления, опасность возникновения пожара, опасность утопления).

 

3.17 герметичное уплотнение (hermetic seal): Постоянное уплотнение, непроницаемое для компонентов среды.

Примечание - См. [3].

 

3.18 интеркаляция (intercalation): Процесс, при котором ионы лития обратимо встраиваются в принимающий материал или удаляются из него, не вызывая существенных изменений в структуре этого материала.

Примечание - См. [7].

 

3.19 использование по назначению (intended use): Использование изделия, процесса или услуги в соответствии со спецификацией, инструкциями, а также информацией, предоставленной поставщиком.

Примечание - См. ГОСТ Р МЭК 62133-2.

 

3.20 внутреннее сопротивление (internal resistance): Сопротивление протеканию электрического тока в аккумуляторе или батарее, представляющее собой сумму электронного и ионного сопротивления, что в совокупности с индуктивными/емкостными составляющими дает общее полное сопротивление.

3.21 утечка (leakage): Визуально заметное выделение электролита или другого материала из аккумулятора или батареи, либо потеря материала из аккумулятора или батареи (за исключением корпуса батареи, устройств или этикеток) в массе, превышающей значения, указанные в таблице 1.

Примечания

1 Потеря массы означает уменьшение массы, превышающее значения, указанные в таблице 1.

 

Таблица 1

 

Таблица предельных значений потери массы

 

Масса аккумулятора M, г	Предел потерь массы, %
M < 1	0,5
1 <= M <= 75	0,2
M > 75	0,1

 

2 Количественное определение потери массы, %, вычисляют по формуле

 

,

 

где M₁ - масса до испытаний;

M₂ - масса после испытаний.

 

Если значение потери массы не превышает значений, указанных в таблице 1, то это следует рассматривать как "отсутствие потери массы" (см. [1]).

3.22 ресурс (life): Долговременность поддержания требуемых рабочих характеристик (например, уровня емкости не менее 50% от значения в начале эксплуатации) в годах (календарный срок службы) или в числе циклов заряда-разряда.

Примечание - См. [6].

 

3.23 литий-ионная батарея (lithium ion battery): Электрохимический аккумулятор или батарея, в которой и положительный и отрицательный электроды представляют собой интеркаляционные соединения (ионы лития в ионной или квазиатомной форме встроены в решетку материала электрода), и который не содержит металлического лития ни в одном из электродов.

Примечание - См. [1].

 

3.24 профиль нагрузки (load profile): Отображение количества энергии, требуемой от батареи для поддержания работоспособности используемой системы, как правило, выраженное в форме графической зависимости требуемого тока от времени.

Примечание - См. [7].

 

3.25 партия (lot): Изделия, выпускаемые в течение продолжительного периода времени без нарушения цикличности производства и без изменения процесса производства или конструкции.

Примечание - См. [5].

 

3.26 напряжение разомкнутой цепи; НРЦ (open circuit voltage): Разность напряжения между выводами аккумулятора или батареи, измеряемая в состоянии разомкнутой цепи (при отсутствии какого-либо внешнего тока).

Примечание - См. [1], [6].

 

3.27 перезаряд (overcharge): Заряд сверх максимального предела напряжения, рекомендованного изготовителем.

3.28 переразряд (over discharge): Разряд аккумулятора или батареи после достижения значения напряжения, установленного поставщиком аккумуляторов, при котором полная емкость отдана.

Примечание - Непрерывный разряд аккумулятора или батареи ниже нуля вольт, приводящий к смене полярности напряжения, определяется как принудительный разряд.

 

3.29 вероятность наступления события (probability of occurrence): Теоретическая количественная оценка возможности наступления определенного события.

Примечание - См. [3].

 

3.30 защитные устройства (protective devices): Устройства, такие как предохранители, шунты, диоды и ограничители тока, которые прерывают прохождение тока, блокируют прохождение тока в одном направлении или ограничивают величину тока в электрической цепи.

Примечание - См. [1].

 

3.31 обоснованно прогнозируемое неправильное использование (reasonable foreseeable misuse): Использование изделия, процесса или услуги способом, не предусмотренным поставщиком, но который является результатом легко предсказуемого поведения человека.

Примечание - См. ГОСТ Р МЭК 62133-2.

 

3.32 разрыв (rupture): Механическая неисправность корпуса аккумулятора или батареи, вызванная внутренней или внешней причиной и приведшая к выходу газов или разливу электролита, но не выбросу твердых материалов.

Примечание - См. [1].

 

3.33 саморазряд (self-discharge): Явление снижения степени заряженности в условиях разомкнутой внешней цепи аккумулятора и/или батареи из-за токов утечки или побочных электрохимических процессов.

3.34 предел срока годности (shelf life limit): Максимально допустимое время с момента активации аккумулятора до запуска КА, которое включает любое время хранения, независимо от температуры и условий хранения.

Примечание - См. [4], [5].

 

3.35 космическое качество (space quality): Высокая надежность, необходимая для космических аппаратов и оборудования, предназначенных для использования в космосе.

3.36 адаптация (tailoring): Процесс выбора характеристик/допусков и условий проведения испытаний, методов, процедур, последовательностей и условий, а также изменения критических проектных и испытательных значений, критериев условий отказа и т.д., для учета влияния конкретных факторов воздействия окружающей среды, которым материал, как правило, подвергается в течение своего жизненного цикла.

Примечание - См. [3].

 

3.37 тепловой разгон (thermal runaway): Неконтролируемое состояние, при котором в течение короткого промежутка времени (секунды) происходит разогрев аккумулятора или батареи и достижение очень высоких температур за счет внутреннего тепловыделения, вызванного внутренним коротким замыканием или ненадлежащим состоянием

Примечание - См. [6].

 

3.38 сброс давления (vent): Сброс избыточного внутреннего давления аккумулятора или батареи способом, предусмотренным их конструкцией для предотвращения образования разрывов или разрушения батареи.

Примечание - См. [1], [7], а также ГОСТ Р МЭК 62133-2.