ГОСТ Р МЭК 62619-2023. Национальный стандарт Российской Федерации. Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Требования безопасности для литиевых аккумуляторов и батарей промышленных применений
7.3 Внутреннее короткое замыкание. Оценка конструкции
7.3.1 Общие положения
Цель испытания состоит в том, чтобы определить, не приведет ли внутреннее короткое замыкание в аккумуляторе к воспламенению всей БС или к возгоранию, распространяющемуся вне БС. Испытание допускается проводить либо на аккумуляторах по 7.3.2, либо на БС по 7.3.3.
7.3.2 Испытание на внутреннее короткое замыкание (аккумулятор)
a) Требования
Испытание на принудительное внутреннее короткое замыкание цилиндрических и призматических аккумуляторов не должно приводить к воспламенению. Оценку новой конструкции проводит изготовитель аккумуляторов или независимый испытательный центр.
b) Испытание
Испытания проводят в камере в соответствии с установленной ниже процедурой и при температуре окружающей среды (25 +/- 5) °C.
1) Процедура заряда
Испытуемый аккумулятор должен быть разряжен и заряжен постоянным током 0,2It, А, до установленного конечного напряжения.
Затем аккумулятор заряжают до достижения значения верхнего предела зарядного напряжения постоянным током, указанным изготовителем, и продолжают заряд при постоянном напряжении до снижения зарядного тока до 0,05It, А.
2) Сжатие спиральной скрутки электродов с установленной никелевой частицей
Для испытания необходимы камера с контролируемой температурой и специальное прессовое оборудование.
Движущаяся часть прессового оборудования должна двигаться с постоянной скоростью и немедленно останавливаться при обнаружении внутреннего короткого замыкания.
i) Подготовка к испытанию
Температуру камеры устанавливают на значение (25 +/- 5) °C. ИО подготавливают по методу, установленному в A.5 и A.6 МЭК 62133-2:2017. Мешочек из алюминиевой ламинированной фольги с находящейся в нем спиральной скруткой электродов и частицей никеля должен быть помещен в камеру для термокондиционирования и выдержан в ней в течение (45 +/- 15) мин.
Скрутку электродов вынимают из герметичной упаковки и выводы для измерения напряжения и выводы термопары для измерения температуры, размещенной на поверхности спиральной скрутки, присоединяют к измерительному оборудованию. Затем скрутку электродов устанавливают под прессовым оборудованием, убедившись в том, что место размещения никелевой частицы находится непосредственно под ним.
Чтобы предотвратить испарение электролита, необходимо завершить работу в течение 10 мин после выемки скрутки электродов из камеры для термокондиционирования и до закрытия дверцы камеры, где находится оборудование прессовки.
Затем следует снять изоляционный лист и закрыть дверцу камеры.
ii) Внутреннее короткое замыкание
Нижняя поверхность подвижной части прессового оборудования (т.е. нажимное приспособление) выполнена из нитрильного каучука или акрилового полимера, который наносят на стержень из нержавеющей стали размером 10 x 10 мм. Детали нажимных приспособлений показаны на рисунке 5. Нижняя поверхность, покрытая нитрильным каучуком, показана для испытания цилиндрических аккумуляторов. Для испытания призматических аккумуляторов на нитрильный каучук наносят акриловую смолу на участок размером 5 x 5 мм (толщина 2 мм).
Размеры в миллиметрах
Рисунок 5 - Приспособление для нажатия <1>
--------------------------------
<1> Исправлена ошибка оригинала.
Нажимное приспособление перемещают вниз со скоростью 0,1 мм/с, при этом следует контролировать напряжение аккумулятора. Когда обнаружено падение напряжения, вызванное внутренним коротким замыканием, дальнейшее опускание немедленно прекращают и удерживают в этом положении в течение 30 с, после чего давление сбрасывают. Напряжение следует контролировать со скоростью более 100 раз/с. Падение напряжения по сравнению с начальным более чем на 50 мВ является критерием того, что внутреннее короткое замыкание произошло. Если усилие нажатия достигает 800 Н для цилиндрического аккумулятора или 400 Н для призматического аккумулятора до падения напряжения 50 мВ, дальнейшее опускание немедленно прекращают.
В случае призматического аккумулятора, имеющего тип сборки электродов либо укладкой стопкой, либо свертыванием, в центре концов пары положительных и отрицательных электродов должна быть вставлена никелевая частица, а максимальное давление сдавливания должно составлять 400 Н.
Допускается изменение процедуры подготовки ИО по сравнению с описанной в 7.3.2.2, перечисление i) процедурой и выполнение ее до проведения заряда. Например:
- допускается установка частицы никеля в разряженный электрод, после чего производят заряд;
- допускается установка частицы никеля в электрод до заполнения электролитом, а затем аккумулятор собирают, заполняют электролитом и заряжают. В этих сборках вместо металлического чехла для реального аккумулятора можно использовать полиэтиленовый пакет и/или ламинированный алюминием пакет.
При использовании вольтметра с высокой точностью для вывода о том, что внутреннее короткое замыкание между положительными и отрицательными электродами или подложкой произошло, допускается использовать факт падения напряжения ниже 50 мВ, а фактическое место короткого замыкания допускается подтвердить осмотром места внутреннего короткого замыкания на ИО после испытания.
Применяемое давление и изменение напряжения при испытании следует регистрировать, а появление места короткого замыкания должно быть сфотографировано или зарегистрировано другими способами.
c) Критерии соответствия
Отсутствие воспламенения.
7.3.3 Испытание на распространения возгорания (батарейная система)
a) Требования
Испытание проводят для оценки способности БС противостоять тепловому разгону одного аккумулятора таким образом, чтобы событие теплового разгона не привело к возгоранию БС.
b) Испытание
БС полностью заряжают, а затем выдерживают до тех пор, пока аккумуляторы не стабилизируются при температуре окружающей среды (25 +/- 5) °C. Один аккумулятор в БС [далее - инициирующий аккумулятор (ИА)] нагревают (например, с помощью лазера) до тех пор, пока он не войдет в тепловой разгон. После начала теплового разгона лазер выключают и за БС наблюдают в течение 8 ч. В приложении B приведен пример процедуры испытаний с применением лазера.
Для инициирования теплового разгона в ИА допускается применение и других методов вместо лазера, примеры которых приведены в приложении C.
БС допускается модифицировать для облегчения теплового разгона ИА. Модификация должна быть минимальной, и она не должна влиять на тепловые свойства БС.
Метод, используемый для создания теплового разгона в ИА, должен быть описан в отчете по испытаниям.
c) Критерии соответствия
Отсутствие внешнего пожара от БС или разрыва корпуса БС.
Если БС не имеет внешнего корпуса, то изготовитель должен указать зону противопожарной защиты.
Примечание - Воспламенение или разрушение корпуса БС, вызванное ИА, является приемлемым, так как первый тепловой разгон намеренно производят для целей испытания в качестве инициирования.
Подписаться на обновления