ГОСТ Р МЭК 60086-1-2010 Батареи первичные. Часть 1. Общие требования.
ГОСТ Р МЭК 60086-1-2010
Группа Е51
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
БАТАРЕИ ПЕРВИЧНЫЕ
Часть 1
Общие требования
Primary batteries. Part 1. General
ОКС 29.220.20
ОКП 34 83 00
Дата введения 2011-07-01
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией НТЦСЭ "ИСЭП" на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 044 "Аккумуляторы и батареи"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 декабря 2010 г. N 853-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60086-1:2006* "Батареи первичные. Часть 1. Общие положения" (IEC 60086-1:2006 "Primary batteries - Part 1: General")
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВЗАМЕН ГОСТ Р МЭК 86-1-96
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Введение
Техническое содержание настоящего стандарта состоит из фундаментальных требований и информации о первичных элементах и батареях. Настоящий стандарт - основной стандарт серии стандартов МЭК 60086, базовый для последующих стандартов этой серии. В частности, настоящий стандарт содержит общую информацию относительно применяемых терминов и определений, номенклатуры, размеров и маркировки. В настоящий стандарт включены определенные требования, однако в основном он содержит методологию (как) и обоснования (почему).
За время действия настоящий стандарт неоднократно изменяли для улучшения его информационного наполнения, и можно гарантировать, что он будет совершенствоваться и далее в связи с совершенствованием технологии изготовления батарей и устройств с батарейным питанием.
Примечание - Безопасность элементов и батарей описана в МЭК 60086-4, МЭК 60086-5, МЭК 62281.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает основные технические требования к первичным батареям в соответствии с их электрохимической системой, а также их размеры, номенклатуру, конфигурации выводов, маркировку, методы испытаний, типичные технические характеристики, аспекты безопасности и экологические аспекты.
Примечание - Требования, предъявляемые к элементам и батареям для их включения в стандарты серии МЭК 60086, см. в приложении А.
Настоящий стандарт предназначен для использования потребителями первичных батарей, проектировщиками оборудования и изготовителями батарей и обеспечивает гарантии того, что батареи, изготовленные различными изготовителями, взаимозаменяемы в части геометрических размеров, допусков и функциональных параметров. Кроме того, настоящий стандарт устанавливает стандартные методы испытаний для проверки первичных элементов и батарей (далее - батареи или первичные батареи, кроме случаев, когда для целей настоящего стандарта необходимо указать требования, распространяющиеся на элементы), что обеспечивает взаимопонимание между потребителями, изготовителями оборудования и изготовителями элементов и батарей.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты, обязательные при применении настоящего стандарта. Для датированных ссылок применяется только указанное издание. Для недатированных ссылок применяется последнее издание ссылочного документа (включая все изменения и поправки).
ИСО 3951 (все части) Методы выборочного контроля по количественным признакам (ISO 3951 (all parts as applicable), Sampling procedures for inspection by variables)
МЭК 60086-2 Батареи первичные. Часть 2. Требования к физическим и электрическим характеристикам (IEC 60086-2, Primary batteries - Part 2: Physical and electrical specifications)
МЭК 60086-3 Батареи первичные. Часть 3. Батареи для часов (IEC 60086-3, Primary batteries - Part 3: Watch batteries)
МЭК 60086-4 Батареи первичные. Часть 4. Безопасность литиевых батарей (IEC 60086-4, Primary batteries - Part 4: Safety of lithium batteries)
МЭК 60086-5 Батареи первичные. Часть 5. Безопасность батарей с водным электролитом (IEC 60086-5, Primary batteries - Part 5: Safety of batteries with aqueous electrolyte)
МЭК 60410 Правила и планы выборочного контроля по качественным признакам (IEC 60410, Sampling plans and procedures for inspection by attributes)
МЭК 61429 Маркирование аккумуляторов и аккумуляторных батарей международным символом переработки ИСО 7000-1135 (IEC 60429, Marking of secondary cells and batteries with the international recycling symbol ISO 7000-1135)
ИСО/МЭК Директивы. Часть 1. Процедуры выполнения технических работ (ISO/IEC Directives, Part 1: Procedures for the technical work)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины, приведенные в МЭК 60050 (482) (часть из которых для удобства приведена ниже), с соответствующими определениями:
3.1 испытание на применение (application test): Моделирование фактического использования батареи в специфических областях применения.
3.2 разряд (первичной батареи) (discharge (of a primary battery)): Действие, в продолжение которого батарея отдает ток во внешнюю цепь.
(IEV 482-03-23:2004, модифицированный)
3.3 сухая (первичная) батарея (dry (primary) battery): Первичная батарея, в которой раствор жидкого электролита иммобилизован (неподвижен).
(IEV 482-04-14:2004, модифицированный)
Примечание - По аналогии внутреннее d.c. сопротивление любых электрохимических элементов описывают следующей формулой:
Внутреннее d.c. сопротивление иллюстрирует диаграмма изменения напряжения, приведенная на рисунке 1.
Рисунок 1 - Диаграмма изменения напряжения
3.5 конечное напряжение EV (end-point voltage EV): Установленное значение напряжения батареи, при котором разряд батареи прекращают.
(IEV 482-03-30:2004, модифицированный)
3.6 утечка (leakage): Незапланированное выделение электролита, газа или иных материалов из батареи.
(IEV 482-02-32:2004, модифицированный)
3.7 минимальная средняя продолжительность МАD (minimum average duration, MAD): Минимальная средняя продолжительность разряда, которая должна быть характерна для выборки батарей.
Примечание - Испытания на разряд проводят в соответствии с установленными методами или стандартами. Они предназначены для определения соответствия стандарту, применяемому для батарей конкретного типа.
(IEV 482-03-31:2004, модифицированный)
3.9 напряжение замкнутой цепи CCV (on-load voltage, closed-circuit voltage, CCV): Напряжение между выводами батареи при ее разряде.
(IEV 482-03-28:2004, модифицированный)
3.10 напряжение разомкнутой цепи (open-circuit voltage, off-load voltage, OCV): Напряжение между выводами батареи при отсутствии протекания тока.
(IEV 482-03-32:2004, модифицированный)
3.11 первичная батарея (primary battery): Один первичный элемент или более, включая корпус, выводы и маркировку.
3.12 первичный элемент (primary cell): Источник электрической энергии, получаемой прямым преобразованием химической энергии, который конструктивно не может быть заряжен от любого другого источника тока.
(IEV 482-01-02:2004, модифицированный)
3.13 эксплуатационные показатели (первичной батареи) (service output (of a primary battery)): Срок службы, или емкость, или выходная мощность батареи при установленных условиях разряда.
3.14 испытание эксплуатационных характеристик (service output test): Испытание, предназначенное для измерения эксплуатационных характеристик батареи.
Примечание - Эксплуатационные испытания могут быть применены, например, в следующих случаях:
a) испытания на применение затруднительно повторить;
b) продолжительность испытания на применение может не соответствовать целям испытаний.
3.15 срок cохраняемости (storage life): Продолжительность времени при установленных условиях, до конца которого батарея способна сохранять свои эксплуатационные показатели.
(IEV 482-03-47:2004, модифицированный)
3.16 выводы (первичной батареи) (terminals (of a primary battery)): Токопроводящая часть батареи, предназначенная для ее соединения с внешней цепью.
4 Требования
4.1 Общие положения
4.1.1 Конструкция
Первичные батареи продаются главным образом на потребительском рынке. В последнее время они стали более сложными как по химическому составу, так и по конструкции. И емкость, и номинальная мощность выросли для удовлетворения растущих требований, предъявляемых к новым технологиям с батарейным питанием.
Вышеупомянутое следует принимать во внимание при проектировании первичных батарей. В частности, должны быть обеспечены соответствие размеров и допусков, физические и электрические характеристики, безопасность работы при нормальном использовании и прогнозируемом неправильном применении.
Дополнительную информацию по проектированию оборудования см. в приложении B.
4.1.2 Размеры батарей
Размеры для каждого типа батарей приведены в МЭК 60086-2 и МЭК 60086-3.
4.1.3 Выводы
Выводы батарей должны соответствовать разделу 7 МЭК 60086-2.
Их конфигурация должна быть такой, чтобы был гарантирован постоянный прочный электрический контакт.
Они должны быть сделаны из материалов, обеспечивающих соответствующую электрическую проводимость и коррозионную стойкость.
4.1.3.1 Устойчивость контактов к деформации
В соответствии со спецификационными таблицами или индивидуальными листами спецификаций МЭК 60086-2 контакты должны быть устойчивы к деформации и выдерживать воздействие силой 10 Н в течение 10 с, передаваемой через стальной шар диаметром 1 мм, установленный в центр каждого контакта.
Примечание - Исключения см. в МЭК 60086-3.
4.1.3.2 Крышка и основание
Тип выводов, используемый в батареях, размеры которых установлены на рисунках 1 и 2 МЭК 60086-2, с цилиндрическим корпусом, изолированным от выводов.
4.1.3.3 Крышка и корпус
Тип выводов, используемый в батареях, размеры которых установлены на рисунках 3 и 4 МЭК 60086-2, с цилиндрическим корпусом, в котором цилиндрическая сторона является положительным выводом.
4.1.3.4 Винтовой вывод
Винтовой вывод состоит из резьбового стержня и металлической или изолированной гайки.
4.1.3.5 Плоские контакты
Плоские контакты представляют собой главным образом плоские металлические поверхности, способные создать электрический контакт с подходящим контактом опорного механизма, расположенного напротив них.
4.1.3.6 Плоские и спиральные пружины
Контакты, состоящие из плоских металлических полос или скрученного спиралью провода, который с помощью своей формы создает контакт давлением.
4.1.3.7 Штепсельное гнездо
Штепсельное гнездо - сборка из металлических контактов, смонтированная в изоляционном корпусе или зажимном приспособлении, и соответствующих им контактов штепсельного разъема.
4.1.3.8 Кнопки
Кнопки представляют собой комбинацию шпильки (не упругой) в качестве положительного вывода и розетки (упругой) в качестве отрицательного вывода.
Они должны быть изготовлены из подходящего металла для обеспечения эффективного электрического соединения в случае соединения с ответной частью внешней цепи.
4.1.3.8.1 Расстояние между контактами
Межцентровые расстояния между шпилькой (штырем) и розеткой приведены в таблице 1. Шпилька всегда осуществляет положительное подключение, а розетка - отрицательное.
Таблица 1 - Расстояние между контактами
|
|
|
Номинальное напряжение, В | Стандартное, мм | Миниатюрное, мм |
9 | 35±0,4 | 12,7±0,25 |
4.1.3.8.2 Неупругие кнопочные соединители (кнопки)
Все неустановленные размеры выбираются свободно. Форма кнопки должна быть выбрана в соответствии с установленными размерами.
Рисунок 2 - Кнопка
Таблица 2 - Кнопочные соединители
В миллиметрах
|
|
|
Размер | Стандартная кнопка | Миниатюрная кнопка |
 | 7,16±0,05 | 5,72±0,05 |
 | 6,65  | 5,38±0,05 |
 | 3,20±0,1 | 3,00±0,1 |
 | 2,67±0,05 | 2,54±0,05 |
 | 0,61  | 0,9  |
 | 0,4  | 0,3  |
4.1.3.8.3 Упругие кнопочные соединители (розетки). Размеры и требования
Размеры упругих частей кнопочного соединителя (розеток) не устанавливаются.
Они должны иметь следующие свойства:
a) упругость контактов гарантирует правильное совмещение розетки со штырями;
b) обеспечивается хороший электрический контакт.
4.1.3.9 Проволочный вывод
Проволочный вывод бывает одножильным и многожильным из гибкой луженой меди. Изоляция может быть из хлопкового шнура или подходящего пластика. Положительный проводной вывод должен быть красным, а отрицательный - черным.
4.1.3.10 Другие пружинные контакты и зажимы
Эти контакты применяют в случае, когда соответствующие части внешней цепи не точно установлены. Они должны быть выполнены из пружинной латуни или другого материала с аналогичными свойствами.
4.1.4 Классификация (электрохимические системы)
Первичные батареи классифицируют в соответствии с их электрохимической системой.
Каждая система, за исключением системы цинк-хлористый аммоний, хлористый цинк-двуокись марганца, имеет обозначение в виде символов, обозначающих конкретную систему.
Стандартизованные электрохимические системы приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Стандартизованные электрохимические системы
|
|
|
|
|
|
Обозначение | Отрицательный электрод | Электролит | Положительный электрод | Номинальное напряжение, В | Максимальное напряжение разомкнутой цепи, В |
Без обозначения | Цинк (Zn) | Хлористый аммоний, хлористый цинк | Двуокись марганца (MnO  ) | 1,50 | 1,725 |
A | Цинк (Zn) | Хлористый аммоний, хлористый цинк | Кислород (О ) | 1,40 | 1,550 |
B | Литий (Li) | Органический электролит | Монофторид углерода (СF)  | 3,00 | 3,700 |
C | Литий (Li) | Органический электролит | Двуокись марганца (MnO ) | 3,00 | 3,700 |
E | Литий (Li) | Безводный неорганический электролит | Тионил хлорид (SOCl ) | 3,60 | 3,900 |
F | Литий (Li) | Органический электролит | Дисульфид железа (FeS ) | 1,50 | 1,830 |
G | Литий (Li) | Органический электролит | Окись меди (II) (СuO) | 1,50 | 2,300 |
L | Цинк (Zn) | Гидроокись щелочного металла | Двуокись марганца (MnO ) | 1,50 | 1,650 |
P | Цинк (Zn) | Гидроокись щелочного металла | Кислород (О ) | 1,50 | 1,680 |
S | Цинк (Zn) | Гидроокись щелочного металла | Окись серебра (Ag O) | 1,55 | 1,630 |
Z | Цинк (Zn) | Гидроокись щелочного металла | Гидроокись никеля (NiOOH) | 1,50 | 1,780 |
Примечание 1 - Значение номинального напряжения не может быть проверено, поэтому сведения приведены в виде справочной информации.
Примечание 2 - Максимальное напряжение разомкнутой цепи измеряют в соответствии с 5.5 и 6.8.1.
Примечание 3 - При описании электрохимической системы сначала указывают отрицательный электрод, затем положительный. Например, литий-дисульфид железа. | |||||
4.1.5 Обозначение
Обозначение первичных батарей основано на их физических характеристиках, электрохимической системе, а также, при необходимости, на модификациях.
Полное разъяснение обозначений систем (номенклатура) см. в приложении С.
4.1.6 Маркировка
4.1.6.1 Общие положения
За исключением батарей, относимых к малогабаритным, каждая батарея должна иметь маркировку, содержащую следующую информацию:
a) обозначение;
b) дату истечения рекомендуемого периода эксплуатации, или год и месяц, или неделю изготовления. Год и месяц или неделя изготовления могут быть указаны в виде кода;
c) полярность выводов (если возможно);
d) номинальное напряжение;
e) наименование или торговую марку изготовителя или поставщика;
f) руководящие указания.
4.1.6.2 Маркировка малогабаритных батарей
a) В случае если это установлено МЭК 60086-2, главным образом для батарей категорий 3 и 4, сведения по перечислениям а) и c) 4.1.6.1 должны быть нанесены на батарею. Сведения по перечислениям b), d), e) 4.1.6.1 могут быть размещены непосредственно на упаковке, а не на батарее.
b) Для батарей Р-системы сведения по перечислению а) 4.1.6.1 могут быть нанесены как на батарею, так и на изолированный вывод или на упаковку, сведения по перечислению c) 4.1.6.1 - на изолированный вывод батареи и (или) на батарею. Сведения по перечислениям b), d), e) 4.1.6.1 могут быть размещены непосредственно на упаковке, а не на батарее.
c) Должно быть дано указание о возможности проглатывания маленьких батарей. Дополнительные сведения приведены в МЭК 60086-4 (перечисление m) подпункта 7.2 и пункт 9.2) и МЭК 60086-5 (перечисление l) подпункта 7.1 и пункт 9.2).
4.1.6.3 Маркировка батарей символами способа утилизации
Маркировка батарей, определяющая способ утилизации, должна соответствовать действующему законодательству Российской Федерации.
При необходимости следует пользоваться рекомендациями МЭК 61429.
4.1.7 Взаимозаменяемость: напряжение батареи
_______________
Определение термина "стандартное разрядное напряжение" и соответствующие его величины, а также методы их определения приведены в приложении F.
Диапазон напряжений 1 включает в себя батареи с номинальным напряжением 1,5 В, т.е. системы без обозначения A, F, G, L, P, S и Z, а диапазон напряжений 2 - батареи с номинальным напряжением около 3 В, т.е. системы В, С, Е.
Поскольку батареи диапазона напряжения 1 и диапазона напряжения 2 значительно различаются по разрядному напряжению, их следует проектировать так, чтобы они были физически невзаимозаменяемыми. Прежде чем стандартизировать новую электрохимическую систему, ее стандартное разрядное напряжение должно быть определено в соответствии с процедурой, приведенной в приложении F, чтобы решить вопрос о взаимозаменяемости по напряжению.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - Отказ от выполнения этого требования может представлять для пользователя опасность (например, огонь, взрыв, утечка и (или) повреждение устройства). Это требование необходимо для соблюдения безопасности и работоспособности.
4.2 Технические характеристики
4.2.1 Разрядные характеристики
Разрядные характеристики первичных батарей указаны в МЭК 60086-2 и МЭК 60086-3.
4.2.2 Стабильность размеров
Размеры батарей должны соответствовать специфицированным размерам, указанным в МЭК 60086-2 и МЭК 60086-3, и оставаться стабильными в течение всего времени испытаний на разряд в стандартных условиях, указанных в настоящем стандарте.
Примечание 1 - Допускается увеличение высоты на 0,25 мм для дисковых (кнопочных) элементов электрохимических систем B, C, G, L, P, S, если они разряжены ниже установленного конечного напряжения.
Примечание 2 - Для некоторых дисковых (кнопочных) элементов электрохимических систем С и В может произойти уменьшение их высоты в процессе проведения разряда.
4.2.3 Утечки
Не должно наблюдаться утечки при хранении и разряде батарей в случае стандартных условий, указанных в настоящем стандарте.
4.2.4 Пределы напряжений разомкнутой цепи
Максимальное напряжение разомкнутой цепи батареи не должно превышать значений, указанных в 4.1.4 и таблице 3.
4.2.5 Эксплуатационные характеристики
Продолжительности разряда, начальные и изменяющиеся со временем, должны соответствовать требованиям МЭК 60086-2 и МЭК 60086-3.
4.2.6 Безопасность
При проектировании батарей должны быть учтены требования безопасности при использовании по назначению и возможном неправильном применении, как установлено в МЭК 60086-4 и МЭК 60086-5.
5 Технические характеристики. Испытания
5.1 Общие положения
Для подготовки стандартных методов измерений характеристик (SMMP) потребительских товаров необходимо ознакомиться с приложением G.
5.2 Испытания на разряд
Испытания на разряд, установленные настоящим стандартом, делятся на две категории:
- испытания на применение;
- эксплуатационные испытания.
Для обеих категорий испытаний сопротивления нагрузки специфицированы в соответствии с 6.4.
Методы определения нагрузки и условия проведения испытаний приведены ниже.
5.2.1 Испытания на применение
a) Эквивалентное сопротивление рассчитывают, исходя из среднего значения тока и среднего действительного напряжения оборудования под нагрузкой;
b) функциональное конечное напряжение и значение эквивалентного сопротивления рассчитывают по данным, полученным со всего измерительного оборудования;
c) средняя категория определяет конечное напряжение и эквивалентное значение сопротивления, используемое при испытаниях на разряд;
d) если данные измерений сгруппированы в две и более далеко отстоящие друг от друга группы, может потребоваться проведение более одного испытания;
e) при выборе суточной продолжительности разряда рассматривают возможность полного еженедельного использования оборудования.
Суточная продолжительность разряда в этом случае должна быть наиболее приближенным предпочтительным значением (см. 6.5) к 1/7 полного еженедельного использования оборудования.
Примечание 1 - Некоторые установленные испытания на разряд на сопротивления были выбраны для того, чтобы упростить конструкцию и гарантировать надежность испытательного оборудования, несмотря на то что в определенных случаях испытания при постоянном токе или при постоянной мощности могут быть более представительными для испытаний на применение.
В дальнейшем могут быть применены альтернативные условия нагрузки при проведении испытаний.
Нагрузочные характеристики определенных категорий оборудования также будут изменяться со временем в связи с развитием технологий.
Не всегда возможно точное определение функционального конечного напряжения оборудования. Условия разряда в лучшем случае - компромисс, выбранный для представления категории оборудования, характеристики которого могут иметь широкий диапазон.
Однако, несмотря на указанные ограничения, представленные испытания на применение - лучшие из известных для оценки возможности использования батареи для определенной категории оборудования.
Примечание 2 - В целях минимизации роста количества испытаний на применение специфицируемые испытания должны охватывать до 80% рынка определенного типа батарей.
5.2.2 Эксплуатационные испытания
Для проведения эксплуатационных испытаний значение сопротивления нагрузки должно быть выбрано таким образом, чтобы их продолжительность была приблизительно 30 сут.
Когда полная емкость не может быть снята в пределах требуемых временных рамок, продолжительность эксплуатационных испытаний может быть увеличена на короткое время, после того как будет выбрано более высокое значение сопротивления нагрузки, как установлено в 6.4.
5.3 Проверка соответствия установленной минимальной средней продолжительности разряда
Для проверки соответствия батарей могут быть выбраны испытания на применение или эксплуатационные испытания (любая из двух категорий), установленные в МЭК 60086-2 и МЭК 60086-3.
Испытания должны быть проведены следующим образом:
a) испытаниям подвергают 9 батарей;
b) проводят расчет среднего значения с включением всех результатов испытаний;
c) в случае если расчетное среднее значение равно или больше, чем значение, установленное в спецификации, и не более одной батареи имеют эксплуатационные характеристики меньше, чем 80% установленного значения, батареи считают соответствующими эксплуатационным характеристикам;
d) в случае если расчетное среднее значение меньше, чем значение, установленное в спецификации, и (или) более одной батареи имеют эксплуатационные характеристики меньше, чем 80% установленного значения, следует повторить испытание на другой выборке из 9 батарей и снова рассчитать среднее значение, как указано выше;
e) в случае если расчетное среднее значение по результатам второго испытания равно или больше, чем значение, установленное в спецификации, и не более одной батареи имеют эксплуатационные характеристики меньше, чем 80% установленного значения, батареи считают соответствующими эксплуатационным характеристикам;
f) в случае если расчетное среднее значение меньше, чем значение, установленное в спецификации, и (или) более одной батареи имеют эксплуатационные характеристики меньше, чем 80% установленного значения, батареи считают не соответствующими эксплуатационным характеристикам и дальнейшие испытания не проводят.
Полная версия документа доступна с 20.00 до 24.00 по московскому времени.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.