GB 31241-2022: 便携式电子产品用锂离子电池和电池组 安全技术规范
GB 31241-2022 英文版(www.GB-GBT.cn): Lithium ion cells and batteries used in portable electronic equipment -- Safety technical specification
ICS 29.220.99
CCSK82
中华人民共和国国家标准
代替GB 31241-2014
便携式电子产品用锂离子电池和电池组
安全技术规范
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
本文件规定了便携式电子产品用锂离子电池和电池组的安全要求和试验方法。
本文件适用于便携式电子产品用的锂离子电池和电池组(以下简称为电池和电池组),属于本文件
范围内的便携式电子产品示例如下:
a) 便携式办公产品:笔记本电脑、平板电脑等;
b) 移动通信产品:手机、无绳电话、对讲机等;
c) 便携式音/视频产品:便携式电视机、便携式音/视频播放器、照相机、摄像机、录音笔、蓝牙耳
机、便携式音箱等;
d) 其他便携式产品:电子导航器、数码相框、游戏机、电子书、移动电源、便携式储能电源、便携式
投影仪、可穿戴设备等。
与上述示例类似用途的锂离子电池和电池组可参考使用本文件。
对于在车辆、船舶、飞机上等特定场合使用,以及对于医疗、采矿、海底作业等特殊领域使用的便携
式电子产品用锂离子电池或电池组可能会有附加要求。
本文件不适用于电子烟用锂离子电池和电池组。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
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GB/T 17626.2 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验
4.1 试验的适用性
只有涉及安全性时才进行本文件规定的试验。
在标准内容约定某一类电池或电池组因为产品的设计、结构、功能上的制约而明确对该产品的试验
不适用时,可不进行该试验。如因受产品设计、构造或功能上的制约而无法对电池或电池组进行试验,
而这种试验又需要实施时,可连同使用该电池或电池组的电子产品、该电子产品附属的充电器或构成该
电子产品一部分的零部件,与电池或电池组一起进行相关试验。
注:便携式电子产品及其附带的充电器或者构成其一部分的零部件来自该电池或电池组的制造商或者电子产品的
制造商,并由该制造商提供操作说明。
除非另有规定,测试完成后的样品不要求仍能正常使用。
4.2 试验的环境条件
除非另有规定,试验一般在下列条件下进行:
a) 温度:20℃±5℃;
b) 相对湿度:不大于75%;
c) 气压:86kPa~106kPa。
4.3 参数测量公差
相对于规定值或实际值,所有控制值或测量值的准确度应在下述公差范围内:
a) 电压:±0.2%;
b) 电流:±1%;
c) 温度:±2℃;
d) 时间:±0.1%;
e) 容量:±1%;
f) 转速:±1%。
4.4 温度测量方法
采用热电偶法来测量样品的表面温度。温度测试点选取温度最不利点作为试验判定依据。
注:可使用辅助方式寻找最不利点,如红外设备。
4.5 测试用充放电程序
4.5.1 测试用充电程序
电池或电池组可采用下列方法之一进行充电:
a) 制造商规定的方法;
b) 以0.2ItA充电,当电池或电池组端电压达到充电限制电压(Ucl)时,改为恒压充电,直到充电
电流小于或等于0.02ItA,停止充电。
在充电前电池或电池组先按照4.5.2规定的方法进行放电,并静置10min;
除另有规定,优先推荐采用方法a),当不可获得方法a)的信息时,可采用方法b)。
4.5.2 测试用放电程序
电池或电池组以推荐放电电流(Icr)进行恒流放电至放电终止电压(Ude)。
4.6 模拟故障或异常工作条件
如果要求施加模拟故障或异常工作条件,应依次施加,一次模拟一个故障。对由模拟故障或异常工
作条件直接导致的故障被认为是模拟故障或异常工作条件的一部分。
当设置某单一故障时,这个单一故障包括任何元器件的失效。
应通过检查电路板、电路图和元器件规格书来确定出合理可预见的故障条件,例如:
a) 半导体器件任意2个引脚间的短路和开路;
b) 电容器的短路和开路;
c) 限流器件的短路和开路;
d) 限压器件的短路和开路;
e) 使集成电路形成功耗过大的内部故障。
4.7 型式试验
4.7.1 样品的要求
除非另有规定,被测试样品应是客户将要接受的产品的代表性样品,包括小批量试产样品或是准备
向客户交货的产品。
若试验需要引入导线测试或连接时,引入导线测试或连接产生的总电阻应小于20mΩ。
4.7.2 样品的数量
除特殊说明外,每个试验项目的样品为3个。
4.7.3 样品容量测试
电池或电池组样品的实际容量应大于或等于其额定容量,否则不能作为型式试验的典型样品。
注:如无特殊规定,上述要求仅针对型式试验。
样品先按照4.5.1规定的充电程序充满电,搁置10min,再按照4.5.2规定的放电程序放电,放电时
所提供的容量即为样品的实际容量。
当对容量测试结果有异议时,可依据23℃±2℃的环境温度作为仲裁条件重新测试。
4.7.4 样品预处理
在进行4.7.5规定的试验项目前,应对样品进行如下预处理。
a) 充放电循环
电池或电池组按照 www.GB-GBT.cn 4.5规定的充放电程序进行两个充放电完整循环,充放电程序之间搁置
10min。
注1:在进行a)充放电循环预处理时可同时进行容量测试,取两次充放电完整循环后容量的较小值作为样品容量。
b) 静电放电
对于自身带有保护电路的电池组,在进行完a)充放电循环预处理后,按照4.5.1规定的充电程
序充满电,还应按 www.GB-GBT.com GB/T 17626.2的规定对电池组每个输出端子进行4kV接触放电测试
(±4kV各10次)和8kV空气放电测试(±8kV各10次)。
注2:第8章样品不做静电放电预处理。
在预处理过程中如发生起火、爆炸、漏液等现象也认为是不符合本文件要求。
4.7.5 试验项目
除非另有说明,本文件规定的试验均为型式试验。
电池的型式试验项目见表1,“样品”栏中阿拉伯数字为测试样品编号。
5 一般安全要求
5.1 一般安全性的考虑
电池和电池组的安全性从下列两种条件加以考虑:
a) 正常条件;
b) 可合理预见的误使用、滥用及故障条件。
5.2 安全工作参数
为确保电池和电池组在不同条件下的使用安全,应规定其安全工作条件,包括温度范围、电压范围
和电流范围等参数。由于电池材料体系和结构的差异,其安全工作参数值可能不同。
注:电池的工作范围示例参见附录A。
制造商应在规格书中至少标明表6中的信息。电池组的参数应与其内部组成电池的参数相匹配。
5.3 标识和警示说明
5.3.1 标识要求
电池和电池组的标识应清晰可辨,且不应出现混淆。
使用中文标明以下标识:
a) 产品名称、型号;
b) 额定容量、额定能量、充电限制电压、标称电压;
c) 正负极性,使用“正、负”字样,或“+、-”符号,或红色、黑色表示;
d) 生产厂;
e) 生产日期或批号。
额定能量的标识值应满足额定能量的定义。
电池和电池组标识应符合表7的要求。
注:对于扣式电池的正负极性标识,可只标正极或负极,如使用“+”或“-”符号表示。
5.3.3 耐久性
电池组本体上的标识和警示说明应清晰可辨。
本文件所要求的电池组本体上的任何标识和警示说明应是耐久的和醒目的。在考虑其耐久性时,
应把正常使用时对其影响考虑进去。
通过检查、擦拭标识和警示说明来检验其是否合格。擦拭标识和警示说明时,应使用一块蘸有水的
棉布擦拭15s,然后再用一块蘸有浓度为75%(体积分数)医用酒精的棉布擦拭15s。试验后,标识和
警示说明仍应清晰,铭牌不应轻易被揭掉,而且不应出现卷边。
注:本条仅适用于用户可更换型电池组。
5.4 安全关键元器件
5.4.1 基本要求
在涉及安全的情况下,电池、电池组及保护电路中的元器件,如正温度系数热敏电阻器(PTC)、热熔
断体等,应符合本文件的要求,或者符合有关元器件的国家标准、行业标准或其他规范中与安全有关的
要求,参考标准见 www.chinesestandard.net 附录D。
注:只有当某一元器件明显属于某一元器件国家标准、行业标准或其他的适用范围内时,才能认为该标准是有
关的。
5.4.2 元器件的评定和试验
元器件的评定和试验应按下列规定进行。
a) 当元器件已被证实符合与有关的元器件国家标准、行业标准或其他规范相协调的某一标准时,
应检查该元器件是否按其额定值正确应用和使用。该元器件还应作为电池、电池组或保护电
路的一个组成部分承受本文件规定的有关试验,但不承受有关的元器件国家、行业标准或其他
规范中规定的那部分试验。
b) 当元器件未如上所述证实其是否符合有关标准时,应检查该元器件是否按规定的额定值正确
应用和使用。该元器件还应作为电池、电池组或保护电路的一个组成部分承受本文件规定的
有关试验,而且还要按电池、电池组或保护电路中实际存在的条件,承受该元器件标准规定的
有关试验。
注:为了检验元器件是否符合某个元器件的标准,通常单独对元器件进行有关试验。
c) 如果某元器件没有对应的国家标准、行业标准或其他规范,则该元器件应按电池、电池组或保
护电路中实际存在的条件进行试验。试验所需要的样品数量通常与等效标准所要求的数量
相同。
6 电池电安全试验
6.1 高温外部短路
将电池按照4.5.1规定的试验方法充满电后,放置在57℃±4℃的环境中,待电池表面温度达到
57℃±4℃后,再放置30min。然后在此环境温度下用导线连接电池正负极端,并确保全部外部电阻
为80mΩ±20mΩ。试验过程中监测电池温度变化,当出现以下两种情形之一时,试验终止:
a) 电池温度下降值达到温度最大值的20%;
b) 短接时间达到24h。
当有争议时,a)和b)选较严者。
电池应不起火、不爆炸。
6.2 过充电
将电池按照4.5.2规定的试验方法放完电后,先用最大充电电流(Icm)恒流充电至表8的试验电压,
然后以该电压值恒压充电。过充电试验电压与充电限制电压关系示意图见图1。
6.3 强制放电
将电池按照4.5.2规定的试验方法放完电后,以1ItA的电流进行反向充电至负的充电上限电压
(-Uup),反向充电时间共计90min。
如果在反向充电90min内,电压达到负的充电上限电压(-Uup),应通过减小电流保持该电压继续
进行反向充电,反向充电共计90min后终止试验,如图2中情况1所示。
如果在反向充电90min内,电压未达到负的充电上限电压(-Uup),则反向充电共计90min后终
止试验,如图2中情况2所示。
电池应不起火、不爆炸。
注:图中的线仅作示例,实际情况(除水平线部分)不一定是线性或直的。
图2 强制放电示意图
7 电池环境安全试验
注:本章仅适用于锂离子电池。
7.1 低气压
将电池按照4.5.1规定的试验方法充满电后,将电池放置于20℃±5℃的真空箱中,抽真空将箱内
压强降低至11.6kPa(模拟海拔15240m),并保持6h。
具体试验方法按照GB/T 2423.21中的相关规定。
电池应不起火、不爆炸、不漏液。
7.2 温度循环
将充满电的电池放置在温度为20℃±5℃的可控温的箱体中进行如下步骤:
a) 将试验箱温度升高为72℃±2℃,并保持6h;
b) 将试验箱温度降为-40℃±2℃,并保持6h;
c) 重复步骤a)~b),共循环10次;
d) 在室温20℃±5℃下至少保存6h。
试验过程中每两个温度之间的转换时间不大于30min,步骤示意图见图3。
具体试验方法按照GB/T 2423.22中的相关规定。返回搜狐，查看更多
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