Standardele GOST pentru baterii

Grupa E51

STANDARDUL DE STAT AL FEDERAȚIEI RUSE

Baterii alcaline și baterii

BATERII CILINDRICE NICHEL-CADMIU SIGILATE

Pile și baterii alcaline secundare.
Celule individuale cilindrice etanșe nichel-cadmiu

OKS 29.220.30
OKP 34 8230

Data introducerii: 01.07.2003

Prefaţă

1 ELABORAT ȘI PREZENTAT DE Comitetul Tehnic de Standardizare TC 044 „Acumulatoare și Baterii”

2 ADOPTAT ȘI PUS ÎN VIGOARE prin Rezoluția Standardului de Stat al Rusiei din 25 decembrie 2002 nr. 509-st

3 Acest standard este textul complet autentic al standardului internațional IEC 60285 (1999), versiunea 3.2 „Baterii și acumulatori alcalini. Baterii cilindrice nichel-cadmiu sigilate”

4 ÎN LOC DE GOST R IEC 285-97

1 Dispoziții generale

1.1 Domeniu de aplicare

Prezentul standard stabilește cerințele tehnice și metodele de testare pentru bateriile cilindrice nichel-cadmiu sigilate (denumite în continuare baterii) adecvate pentru funcționarea în orice poziție spațială.

Standardul stabilește, de asemenea, cerințe tehnice specifice și metode de testare pentru bateriile destinate funcționării în modul de încărcare pe termen lung la temperaturi ridicate.

1.2 Referințe normative

Acest standard conține referințe la următoarele standarde:

GOST 8711-93 (IEC 51-2-84) Instrumente electrice de măsurare cu indicație analogică cu acțiune directă și auxiliară. Cerințe speciale pentru ampermetre și voltmetre

GOST 30012.1-2002 (IEC 60051-1-97) Instrumente electrice de măsurare cu indicație analogică cu acțiune directă și părțile lor auxiliare. Partea 1. Definiții și cerințe de bază comune tuturor părților

GOST R IEC 86-1-96 Baterii primare. Partea 1. Prevederi generale

GOST R IEC 86-2-96 Baterii primare. Partea 2. Fișe tehnice

GOST R 50779.71-99 (ISO 2859-1-89) Metode statistice. Procedura de inspecție a eșantionării pe atribute. Partea 1. Planuri de eșantionare lot cu lot bazate pe nivelul de calitate acceptabil (AQL)

GOST R 51371-99 Metode de testare pentru rezistența la influențe mecanice a mașinilor, dispozitivelor și altor produse tehnice. Teste de impact

1.3 Definiții

Următorii termeni și definiții sunt utilizați în acest standard:

1.3.1 Baterie sigilată: O baterie care rămâne sigilată și nu permite scurgerea gazului sau a electrolitului atunci când funcționează în condițiile de încărcare și la temperaturile specificate de producător. Bateria poate fi echipată cu un dispozitiv de siguranță pentru a preveni o presiune internă periculos de ridicată.

Bateria nu necesită umplere suplimentară cu electrolit și este proiectată să funcționeze în starea sa originală sigilată pe întreaga sa durată de viață.

1.3.2 Tensiune nominală: Tensiunea bateriei egală cu 1,2 V.

1.3.3 nominal capacitateCantitatea de electricitate(Ah) specificată (stabilită) de producător, pe care bateria o poate furniza la o temperatură de 20 °C și un mod de descărcare de 5 ore până la o tensiune finală de 1,0 V după încărcare, depozitare și descărcare în condițiile specificate în secțiunea 4.

1.4 Instrumente de măsurare

Instrumentele de măsurare utilizate în testare trebuie să asigure precizia de măsurare necesară. Instrumentele trebuie calibrate periodic pentru a se asigura că testarea respectă clasa de precizie specificată în prezentul standard.

1.4.1 Măsurarea tensiunii

Pentru măsurarea tensiunii, trebuie utilizate voltmetre cu clasa de precizie 0,5 sau mai mare (vezi GOST 30012.1, GOST 8711 sau IEC 485 [1]).

Voltmetrul trebuie să aibă o rezistență de cel puțin 10 kOhm/V.

1.4.2 Măsurarea curentului

Pentru măsurarea curentului, trebuie utilizate ampermetre cu clasa de precizie 0,5 sau mai mare (vezi GOST 30012.1, GOST 8711 sau IEC 485 [1]).

Aceeași clasă de precizie trebuie să fie prezentă într-un kit format dintr-un ampermetru, un șunt și fire.

1.4.3 Măsurarea temperaturii

Pentru a măsura temperatura, utilizați un termometru cu scală gradată sau digitală, cu o valoare a diviziunii de maximum 1°C. Precizia absolută a dispozitivului trebuie să fie de 0,5°C sau mai mare.

1.4.4 Măsurarea timpului

Timpul trebuie măsurat cu o eroare de 0,1% sau mai mare.

2 Desemnare și marcare

2.1 Denumirea bateriilor

Bateriile cilindrice nichel-cadmiu sigilate trebuie desemnate cu literele KR, urmate de literele L, M, H sau X, indicând tipul bateriei în funcție de modul principal de descărcare cu curent continuu:

L — pe termen lung (nu mai mult de 0,5O);

M — mediu (de la 0,5până la 3,5O);

H - scurt (de la 3,5până la 7O);

X - extra scurt (de la 7până la 15O),

urmate de două grupuri de numere separate printr-o bară oblică.

Pentru o baterie proiectată să funcționeze în modul de încărcare pe termen lung la temperaturi ridicate, litera T se adaugă la desemnarea dintre L, M sau H și două grupuri de numere.

Primele două cifre (primul grup de cifre) indică diametrul maxim al bateriei în milimetri, exprimat ca număr întreg sau rotunjit la un număr întreg.

Cele două cifre (al doilea grup de cifre) de după linia oblică indică înălțimea maximă a bateriei în milimetri, exprimată ca număr întreg sau rotunjită la un număr întreg.

Dacă producătorul proiectează bateria cu dimensiuni și toleranțe care asigură interschimbabilitatea cu celulele primare, denumirea celulei primare poate fi, de asemenea, marcată pe baterie.

Un exemplu de simbol pentru o baterie cilindrică sigilată nichel-cadmiu cu mod de descărcare lung, cu diametrul de 33 mm și înălțimea de 61,5 mm:

KRL 33/62

Același lucru este valabil și pentru o baterie care funcționează într-un mod de încărcare pe termen lung la o temperatură ridicată și este interschimbabilă cu un element primar R20:

KRLT 33/62, KR20

Notă: Denumirea tipurilor de baterii L, M, H sau X indică modul de descărcare de bază recomandat, dar nu limitează utilizarea acestor baterii în alte moduri de descărcare.

2.2 Bornele bateriei

2.2.1 Baterii fără terminale (CF)

Bateriile fără borne de conectare sunt desemnate prin literele CF (vezi 2.2.3, Figura 1).

Exemplu de simbol pentru o baterie fără borne de conectare:

KRH 33/62 CFsauKRMT 33/62 CF

2.2.2 Baterii cu borne de conectare pe capac și de-a lungul corpului (NN)

Bateriile destinate a fi asamblate într-un set astfel încât să formeze baterii de tensiuni diferite pot fi plasate una lângă alta în aceeași direcție.

Cu această configurație, un terminal de conectare trebuie conectat la capacul bateriei (polul pozitiv), iar celălalt la carcasa bateriei de-a lungul peretelui său cilindric (polul negativ), ambele terminale fiind situate în același plan, cu excepția cazului în care consumatorul specifică altfel (vezi 2.2.3, Figura 2). În acest caz, literele HH (cover-cover) sunt adăugate la denumirea bateriei.

Un exemplu de simbol al unei baterii cu borne de conectare pe capac și de-a lungul corpului:

KRH 33/62 NHsauKRMT 33/62 NN

2.2.3 Baterii cu borne de conectare pe capac și pe partea inferioară a carcasei (HB)

Bateriile destinate asamblării într-un kit pot fi amplasate una lângă alta, atașate cu capacul unei baterii la partea de jos a carcasei celeilalte baterii.

În această configurație, o bornă de conectare trebuie conectată la capacul bateriei (polul pozitiv), iar cealaltă la partea inferioară a carcasei bateriei (polul negativ), ambele borne fiind poziționate paralel și în direcții opuse, cu excepția cazului în care consumatorul specifică altfel (a se vedea Figura 3). În acest caz, literele HB (cover-bottom - capac - fund) sunt adăugate la denumirea bateriei.

Un exemplu de simbol al unei baterii cu terminale de conectare pe capac și pe partea inferioară a carcasei:

KRH 33/62 HBsauKRMT 33/62 HB

Figura 1 - Baterii fără terminale KR... CF

 

Figura 2 — Conexiune capac-capac KR . . . NN

Figura 2 — Conexiune capac-capac KR . . . NN

Figura 3 — Capac de conectare - partea inferioară a carcasei KR... HB

 

2.3 Marcare

O baterie fără terminale (CF) trebuie să fie marcată durabil cu următoarele informații (cu excepția cazului în care consumatorul specifică altfel):

— denumirea bateriei — nichel-cadmiu sigilată, reîncărcabilă;

— denumirea bateriei (conform 2.1);

- nominal capacitate;

— tensiune nominală;

— recomandări privind modul și durata curentului de încărcare sau preîncărcare pentru bateriile de tip T;

— polaritate;

— anul și trimestrul de fabricație (pot fi codificate);

—numele sau denumirea producătorului sau furnizorului.

Notă: În majoritatea cazurilor, bateriile cu terminale LV sau HB sunt asamblate ca baterii și nu au etichetă; în acest caz, bateria trebuie marcată în conformitate cu 2.1.

3 Dimensiuni

Dimensiunile bateriilor trebuie să corespundă cu cele indicate în Figura 4 și Tabelul 1.

Figura 4 - Baterie cilindrică într-o carcasă, interschimbabilă cu celulele primare

 

Tabelul 1 prezintă dimensiunile bateriilor în carcasele interschimbabile cu celulele primare.

Tabelul 1 - Dimensiunile bateriilor în carcase interschimbabile cu celule primare

Desemnare*	Element primar corespunzător** conform GOST R IEC 86-1	Dimensiuni
KR03	R03
KR6	R6	Conform standardului GOST R IEC 86-2
KR14	R14
KR20	R20
_______________* Conform standardului GOST R IEC 86-1.
În unele țări, acestea sunt elemente de tipuri AAA(R03), AA(R6), C(R14), D(R20).

Tabelul 2 prezintă dimensiunile altor baterii în carcase, cu excepția celor interschimbabile cu celule primare.

Tabelul 2 - Dimensiunile bateriilor în carcase (excluzând bornele de conectare)

Dimensiuni în milimetri
Desemnare*	Diametru		Înălţime
	Nomin.	Precedent dezactivat	Nomin.	Precedent dezactivat
KR11/45	10,5		44,5
KR12/30	12.0		30,0
KR15/18	14,5		17,5
KR15/30	14,5	0-0,7	30,0	0-1,5
KR15/51	14,5		50,5
KR17/18	17.0		17,5
KR17/29	17.0		28,5
KR17/43	17.0		43,0
KR17/50	17.0		50,0
KR23/27	23,0		26,5
KR23/34	23,0		34,0	0-1,5
KR23/43	23,0	0-1.0	43,0
KR26/31	25,8		31,0
KR26/50	25,8		50,0
KR33/44	33,0		44,0	0-2.0
KR33/62	33,0		61,5
KR33/91	33,0		91,0	0-2,5
KR44/91	43,5	0-2,5	91,0
_______________* Literele KR sunt urmate de literele L, M, H sau X și respectiv LT, MT sau HT (vezi 2.1).

4 Teste electrice

Curenții de încărcare și descărcare în timpul testelor conform 4.1-4.8 trebuie setați în funcție de capacitatea nominală a bateriei.

În timpul tuturor testelor, cu excepția 4.7, nu trebuie să existe scurgeri de electrolit.

4.1 Metoda de încărcare

Încărcarea care precede diferitele moduri de descărcare (cu excepția cazului în care se specifică altfel în prezentul standard) se efectuează la o temperatură ambiantă de (20±5) °C cu un curent constant de 0,1Și în termen de 16 ore.

Înainte de încărcare, bateria trebuie descărcată la o temperatură ambiantă de (20±5) °C cu un curent constant de 0,2Și până la tensiunea finală de 1,0 V.

4.2 Caracteristicile de descărcare

Caracteristicile de descărcare ale bateriilor trebuie verificate în următoarea secvență.

4.2.1 Caracteristica de descărcare la 20 °C

Bateria trebuie încărcată în conformitate cu punctul 4.1. După încărcare, bateria trebuie păstrată timp de cel puțin 1 oră, dar nu mai mult de 4 ore, la o temperatură ambiantă de (20±5)°C. Bateria trebuie apoi descărcată utilizând un curent constant, în conformitate cu tabelul 3, la aceeași temperatură. Durata de descărcare nu trebuie să fie mai mică decât cea specificată în tabelul 3.

Tabelul 3 - Caracteristicile de descărcare la 20 °C

Mod de descărcare		Timp minim de descărcare pentru tipurile de baterii
Curent, A	Tensiune finală, V	L/LT	M/MT	H/HT	X
0,2*	1.0	5 ore	5 ore	5 ore	5 ore
1.0			42 de minute	48 de minute	54 de minute
5.0**	0,8	—		6 minute	9 minute
10.0**	0,7		—	—	4 minute
_______________* Sunt permise cinci cicluri de încărcare-descărcare. Testul poate fi încheiat dacă durata de descărcare este atinsă înainte de al cincilea ciclu.
**Înainte de testul de descărcare cu curenți de 5,0și 10,0Și, dacă este necesar, se poate efectua un ciclu de antrenament. Acesta trebuie efectuat la o temperatură de (20±5) °C și trebuie să constea dintr-o încărcare cu un curent de 0,1A conform 4.1 și curent de descărcare de 0,2Și conform 4.2.1 la aceeași temperatură.

4.2.2 Caracteristica de descărcare la minus 18 °C

Bateria trebuie încărcată în conformitate cu punctul 4.1. După încărcare, bateria trebuie păstrată timp de cel puțin 16 ore, dar nu mai mult de 24 de ore, la o temperatură ambiantă de -18±2°C. Bateria trebuie apoi descărcată utilizând un curent constant, în conformitate cu tabelul 4, la aceeași temperatură. Durata de descărcare nu trebuie să fie mai mică decât cea specificată în tabelul 4.

Tabelul 4 — Caracteristicile de descărcare la minus 18 °C

Mod de descărcare		Timp minim de descărcare pentru tipurile de baterii
Curent, A	Tensiune finală, V	L/LT	M.	MT	N	NT	X
0,2	1.0	2 ore	3 ore	2 ore	3 ore	2 ore	4 ore
1.0	0,9		15 minute	10 minute	30 de minute	20 de minute	36 de minute
2.0*	0,8	—	—	—	9 minute	6 minute	13 minute
3.0*					—	—	7 minute
Înainte de testul de descărcare cu curenți de 2,0și 3.0Și, dacă este necesar, se poate efectua un ciclu de antrenament. Acesta trebuie efectuat la o temperatură de (20±5) °C și trebuie să constea dintr-o încărcare cu un curent de 0,1A conform 4.1 și curent de descărcare de 0,2Și conform 4.2.1 la aceeași temperatură.

4.3 Conservarea încărcăturii

Bateria trebuie testată pentru reținerea încărcării folosind următorul test.

După încărcarea conform punctului 4.1, bateria trebuie depozitată (întreținută) în circuit deschis timp de 28 de zile. Temperatura ambientală medie trebuie să fie de (20±2) °C; cu toate acestea, în timpul depozitării sunt permise abateri pe termen scurt de ±5 °C.

Apoi, bateria trebuie descărcată în condițiile specificate la 4.2.1 cu un curent de descărcare de 0,2O.

Durata de descărcare după 28 de zile de depozitare trebuie să fie de cel puțin 3 ore și 15 minute.

4.4 Timp de funcționare

4.4.1 Timpul de funcționare în cicluri

Înainte de testare, bateria trebuie descărcată cu un curent constant de 0,2Și până la tensiunea finală de 1,0 V.

Testul (indiferent de tipul bateriei) se efectuează la o temperatură ambiantă de (20±5) °C.

Încărcarea și descărcarea trebuie efectuate cu curent constant în cicluri, în modurile specificate în tabelul 5. Dacă este necesar, în timpul testării trebuie utilizată răcirea cu aer forțat a bateriei pentru a preveni creșterea temperaturii carcasei acesteia peste 35 °C.

Notă: Temperatura reală a carcasei bateriei este determinată de designul bateriei și nu de temperatura ambiantă.

Tabelul 5 — Timpul de funcționare în cicluri

Numărul ciclului	Mod de încărcare		Timp de depozitare în stare încărcată	Mod de descărcare
	Curent, A	Durată		Curent, A	Durată
1	0,1	16 ore		0,25
2-48	0,25	3 ore și 10 minute	—	0,25	2 ore și 20 de minute
49	0,25	3 ore și 10 minute		0,25	Până la tensiunea finală de 1,0 V*
50	0,1	16 ore	1-4 ore	0,2
_______________* Este permisă menținerea bateriilor în circuit deschis după terminarea descărcării la al 50-lea ciclu, astfel încât la începutul celui de-al 51-lea ciclu să nu fie mai mult de 14 zile.
O procedură similară poate fi aplicată ciclurilor 100, 150, 200, 250, 300, 350.

Ciclurile 1-50 trebuie continuate până când durata descărcării pentru orice multiplu de 50 de cicluri este mai mică de 3 ore. Următorul ciclu trebuie efectuat în modul al 50-lea ciclu.

Testul este considerat complet dacă durata descărcării pe parcursul a două cicluri consecutive este mai mică de 3 ore.

Numărul de cicluri la sfârșitul testelor nu trebuie să fie mai mic de:

400 — pentru baterii de tipurile L, M, H și X;

50 — pentru baterii de tipuri LT, MT și HT.

Pentru a accelera testarea duratei de viață a ciclului de viață sau atunci când se utilizează acest test pentru a determina fezabilitatea aplicării reale, se pot utiliza modurile specificate în tabelele 5a și 5b.

Tabelul 5a — Timpul de funcționare în cicluri pentru bateriile de tipurile H și X

	Mod de încărcare		Timp de depozitare în stare încărcată	Mod de descărcare
Numărul ciclului	Curent, A	Durată, ore		Curent, A	Durată	Durată totală, inclusiv pauza ulterioară, min
1	0,1	16	30 de minute	1.0
2-48	0,3	4	30 de minute	1.0	Până la tensiunea finală de 1,0 V	90
49	0,3	4	24 de ore	1.0
50	0,1	16	1-4 ore	0,2		-*
_______________* Este permisă lăsarea bateriilor în circuit deschis după sfârșitul descărcării la al 50-lea ciclu pentru a începe următorul ciclu 51 la un moment convenabil. O procedură similară poate fi aplicată ciclurilor 100, 150, 200, 250, 300 și 350.

Ciclurile 1-50 continuă până când durata descărcării la o tensiune finală de 1,0 V pe orice multiplu de 49 al ciclului devine mai mică de 30 de minute sau pe orice al 50-lea ciclu ulterior devine mai mică de 3 ore.

Numărul de cicluri trebuie să fie de cel puțin 400.

Tabelul 5b — Timpul de funcționare în cicluri pentru bateriile de tip X

	Mod de încărcare		Timp de depozitare în stare încărcată	Mod de descărcare
Numărul ciclului	Curent, A	Durată, ore		Curent, A	Durată	Durată totală, inclusiv pauza ulterioară, min
1	0,1	16	30 de minute	5.0	Până la tensiunea finală de 0,8 V
2-48	1.0	1	30 de minute	5.0		42
49	1.0	1	24 de ore	5.0
50	0,1	16	1-4 ore	0,2	Până la o tensiune finală de 1,0 V	-*
_______________* Este permisă lăsarea bateriilor în circuit deschis după sfârșitul descărcării la al 50-lea ciclu pentru a începe următorul ciclu 51 la un moment convenabil. O procedură similară poate fi aplicată ciclurilor 100, 150, 200, 250, 300 și 350.

Ciclurile 1-50 continuă până când durata descărcării la o tensiune finală de 0,8 V pe orice multiplu de ciclu de 49 devine mai mică de 5 minute sau pe orice al 50-lea ciclu ulterior devine mai mică de 3 ore.

Numărul de cicluri trebuie să fie de cel puțin 400.

4.4.2 Funcționarea cu încărcare pe termen lung

4.4.2.1 Timpul de funcționare cu încărcare pe termen lung pentru bateriile de tipurile L, M, H și X

Înainte de testare, bateria trebuie descărcată cu un curent constant de 0,2Și până la tensiunea finală de 1,0 V.

Testul se efectuează la o temperatură ambiantă de (20±5) °C.

Încărcarea și descărcarea se efectuează cu curent continuu în modurile specificate în Tabelul 6. Durata descărcării după finalizarea a patru cicluri consecutive trebuie să fie de cel puțin 3 ore.

Dacă este necesar, în timpul testării trebuie utilizată răcirea cu aer forțat a bateriei pentru a preveni creșterea temperaturii carcasei acesteia peste 25 °C.

Tabelul 6 - Timp de funcționare cu încărcare pe termen lung

Numărul ciclului	Mod de încărcare		Mod de descărcare*
	Curent, A	Durată, zile	Curent, A	Durată
1	0,05	91	0,2
2	0,05	91	0,2	Până la o tensiune finală de 1,0 V
3	0,05	91	0,2
4	0,05	91	0,2
_______________* Descărcarea se efectuează imediat după finalizarea încărcării.

4.4.2.2 Timpul de funcționare cu încărcare pe termen lung pentru baterii de tip LT, MT sau NT

Testul se efectuează în trei etape, conform tabelului 7.

Testele constau în:

— verificarea eficienței încărcării;

— perioadă de maturare — maturare timp de 6 luni la o temperatură de 70 °C.

Notă: Se estimează că o temperatură de 70°C simulează o încărcare pe termen lung timp de 4 ani la o temperatură de 40°C;

- verificarea finală a eficienței încărcării pentru a monitoriza bateriile după perioada de îmbătrânire.

Înainte de testare, bateria trebuie descărcată cu un curent constant de 0,2Și până la tensiunea finală de 1,0 V și menținută timp de cel puțin 16 ore și nu mai mult de 24 de ore la o temperatură ambiantă de (40±2) °C.

Bateria trebuie încărcată și descărcată la curent constant în conformitate cu tabelul 7, inclusiv timpul de menținere la temperaturi ambiante de (40±2) °C și, respectiv, (70±2) °C.

Modul de descărcare A sau B (vezi Tabelul 7) este selectat în funcție de cerințele utilizatorului. Descărcarea se efectuează imediat după finalizarea încărcării.

După primul test de eficiență a încărcării la o temperatură de 40 °C, bateria trebuie ținută cel puțin 16 ore și nu mai mult de 24 de ore la o temperatură de (70±2) °C.

Dacă este necesar, pe parcursul celor 6 luni de învechire la 70°C, trebuie luate măsuri pentru a preveni creșterea temperaturii carcasei bateriei peste 75°C.,De ce ar trebui utilizată răcirea cu aer forțat?

Notă: Temperatura reală a carcasei bateriei este determinată de designul bateriei și nu de temperatura ambiantă.

Trebuie înregistrată durata descărcării pentru trei cicluri la 70°C.

Nu este permisă scurgerea de electroliți în timpul testării.

După încheierea perioadei de îmbătrânire, bateriile trebuie păstrate cel puțin 16 ore și nu mai mult de 24 de ore la o temperatură ambiantă de (40±2)°C. Trei cicluri ale testului inițial de eficiență a încărcării trebuie apoi repetate la 40°C, în conformitate cu condițiile indicate în tabelul 7. Durata descărcării nu trebuie să fie mai mică decât cea specificată în tabelul 7.

Tabelul 7 — Timpul de funcționare cu încărcare pe termen lung pentru bateriile de tipurile LT, MT și NT

Numărul ciclului	Temperatura ambiantă, °C ± 2 °C	Mod de încărcare		Mod de descărcare		Durata minimă de descărcare pentru mod
				O*	ÎN**
		Curent, A	Durată, zile	Curent, A	Durată	O*	ÎN**
1			2			Nestandardizat
2	40	0,05	1	0,2	Până la o tensiune finală de 1,0 V	3 ore și 45 de minute	42 de minute
3			1
4			60
5	70	0,05	60	0,2	Până la o tensiune finală de 1,0 V	Nestandardizat
6			60
7			2			Nestandardizat