ГОСТ Р МЭК 62281-2007

Группа Е51

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВАНИИ
ПЕРВИЧНЫХ ЛИТИЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И БАТАРЕЙ,
ЛИТИЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ И АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Safety of primary and secondary lithium cells and batteries during transport

ОКС 29.220.20

ОКП 34 82 90

         34 83 00

Дата введения 2008-07-01

     

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 стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 44 "Аккумуляторы и батареи"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2007 г. N 488-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62281:2004 "Безопасность при транспортировании первичных литиевых элементов и батарей, литиевых аккумуляторов и аккумуляторных батарей" (IEC 62281:2004 "Safety of primary and secondary lithium cells and batteries during transport").

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении А

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к национальному 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

Первичные литиевые элементы и батареи начали применяться в военных целях с 70-х годов прошлого века. В то время коммерческий интерес к ним был небольшой и отсутствовали индустриальные стандарты. В связи с этим Комитет экспертов по транспортировке опасных товаров Организации Объединенных Наций (ООН) [1] вводил в обычные индустриальные стандарты, устанавливающие методы испытаний и критерии приемки соответствующего вида транспорта, подраздел "Руководство по испытаниям и критерии приемки первичных литиевых элементов и батарей". Возрастающий коммерческий интерес к первичным литиевым элементам и литиевым аккумуляторам и батареям привел к появлению нескольких индустриальных стандартов на эти изделия. Однако существующие в настоящее время стандарты Международной Электротехнической Комиссии (МЭК) разнообразны, не полностью гармонизированы, не всегда применимы при транспортировании вышеуказанных изделий, и не могут быть использованы как ссылочные документы в [2]. Поэтому был подготовлен новый международный групповой стандарт безопасности, полностью гармонизированный с требованиями безопасности и методами испытаний при транспортировании изделий.

Настоящий стандарт применяется для первичных литиевых элементов и вторичных (перезаряжаемых) литиевых аккумуляторов и аккумуляторных батарей, содержащих литий в любой химической форме: литиевый металл, литиевый сплав или литий-ион. Литий-металл и литиевый сплав первичных электрохимических систем используют металлический литий и литиевый сплав в качестве отрицательного электрода. Литий-ион вторичных электрохимических систем использует интерколированную структуру (интерполированный литий существует в ионной или квазиатомной форме в пределах решетки материала электрода) в положительном и отрицательном электродах.

Требования настоящего стандарта применяются также к литий-полимерным аккумуляторам и батареям, которые рассматриваются как литий-металлические первичные элементы и батареи или как вторичные литий-ионные аккумуляторы и батареи, в зависимости от характера материала, используемого в качестве отрицательного электрода.

Следует напомнить историю транспортирования первичных литиевых элементов и вторичных литиевых аккумуляторов и батарей. Начиная с 70-х годов прошлого века транспортировалось более десяти миллиардов первичных литиевых элементов и батарей в год, а с начала 90-х годов - более одного миллиарда вторичных (перезаряжающихся) литиевых аккумуляторов и батарей литий-ионной системы. Поскольку число транспортируемых первичных литиевых элементов и вторичных литиевых аккумуляторов и батарей увеличивается, в настоящий стандарт включены испытания безопасности упаковки, используемой для транспортирования этих изделий.

Настоящий стандарт распространяется на безопасность первичных элементов и вторичных литиевых аккумуляторов и батарей при транспортировании, а также безопасность используемой упаковки. Ссылки на международные стандарты, относящиеся к безопасности первичных элементов и вторичных литиевых аккумуляторов и батарей, приведены в разделе 2 и библиографии настоящего стандарта. Указанные международные стандарты распространяются на безопасность первичных литиевых элементов и вторичных литиевых аккумуляторов и батарей при их обработке, использовании и переработке.

Для первичных литиевых элементов и батарей аспекты безопасности установлены в МЭК 60086-4, а для вторичных литиевых аккумуляторов и батарей - в МЭК 62133. Данные стандарты содержат также и некоторые методы испытаний и критерии приемки, применяемые при транспортировании. В будущем возможна гармонизация этих стандартов с настоящим стандартом.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает основные технические требования и методы испытаний для первичных литиевых элементов и батарей и литиевых аккумуляторов и аккумуляторных батарей, обеспечивающих их безопасность при транспортировании, а также при переработке и утилизации.

Требования, устанавливаемые настоящим стандартом, не применяются в случаях, указанных в 7.3.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

МЭК 60086-4:2000 Первичные батареи. Часть 4. Безопасность литиевых батарей

МЭК 61960:2003 Аккумуляторы и батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Литиевые аккумуляторы и батареи для портативного применения

МЭК 62133:2002 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Требования безопасности для портативных герметичных аккумуляторов и батарей из них, при портативном применении

МЭК Руководство 104:1997 Подготовка публикаций по безопасности. Использование базовых и групповых публикаций по безопасности

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 совокупное содержание лития (aggregate lithium content): Общее количество лития или его эквивалента, содержащегося в первичных элементах или аккумуляторах, составляющих батарею.

3.2 батарея (battery): Один или несколько первичных элементов или аккумуляторов, соединенных электрически постоянными средствами, собранных в корпусе, имеющем выводы, маркировку, защитное устройство и т.п., в зависимости от необходимости.

3.3 дисковый элемент (монетный элемент) (button cell, coin cell): Элемент, цилиндрической формы, общая высота которого меньше, чем его диаметр, например, в форме кнопки или монеты.

Примечание - На практике термин "монетный" используется в основном для литиевых элементов с неводным электролитом.

3.4 элемент (cell): Основная функциональная единица (ячейка), состоящая из электродов, электролита, корпуса, выводов и (обычно) сепараторов, являющаяся источником электрической энергии, полученной прямым преобразованием химической энергии.

3.5 составной элемент (component cell): Элемент, входящий в состав батареи.

3.6 цикл (cycle): Последовательность действий (для аккумуляторов или аккумуляторных батарей), проводимая с аккумулятором или батареей и повторяемая регулярно в той же последовательности.

Примечание - Данная последовательность действий может состоять из последовательности разряда, следующего за зарядом, или заряда, следующего за разрядом в определенных условиях. Эта последовательность может также включать в себя периоды покоя.

3.7 цилиндрический элемент (cylindrical cell): Элемент цилиндрической формы, общая высота которого равна или превышает его диаметр.

3.8 глубина разряда DOD (depth of discharge DOD): Процент номинальной емкости, снятой при разряде батареи.

3.9 первый цикл (first cycle): Начальный цикл для аккумуляторов или аккумуляторных батарей, следующий после полного завершения изготовления, формирования и проверки качества.

3.10 полностью заряженный (fully charged): Состояние заряженности аккумулятора или аккумуляторной батареи, соответствующее глубине разряда 0%.

3.11 полностью разряженный (fully discharge): Состояние заряженности аккумулятора или аккумуляторной батареи, соответствующее глубине разряда 100%.

3.12 большая батарея (large battery): Батарея, в которой совокупное содержание лития более 500 г.

3.13 большой элемент (large cell): Элемент, в котором совокупное содержание лития или его эквивалента более 12 г.

3.14 литиевый элемент [первичный или вторичный (перезаряжаемый)] [lithium cell [primary or secondary (rechargeable)]: Элемент, содержащий неводный электролит, отрицательным электродом которого является литий или литийсодержащий материал.

Примечание - В зависимости от конструкции, литиевый элемент может быть как первичным, так и вторичным (перезаряжаемым).

3.15 содержание лития (lithium content): Масса лития в отрицательном электроде из металлического лития или литиевого сплава, в составе элемента или батареи в частично или полностью заряженном состоянии.

3.16 содержание эквивалента лития (lithium equivalent content): Масса эквивалента лития, содержащегося в литий-ионном аккумуляторе или батарее.

Примечание - Содержание эквивалента лития в литий-ионном аккумуляторе , г, рассчитывают по формуле

,                                           (1)

где - номинальная емкость аккумулятора, А·ч.

Для литий-ионной батареи содержание эквивалента лития определяют как общее содержание лития, содержащееся во всех аккумуляторах, составляющих батарею.

3.17 напряжение разомкнутой цепи (open-circuit voltage): Напряжение элемента или батареи при разрядном токе, равном нулю.

3.18 первичная батарея (primary battery): Батарея, изготовленная из первичных элементов.

3.19 первичный элемент (primary cell): Элемент, конструктивно не предназначенный для повторного электрического заряда.

3.20 призматический (элемент или батарея) (prismatic (cell or battery): Элемент или батарея с прямоугольными сторонами и основанием.

3.21 защитные устройства (protective devices): Устройства, такие как плавкие предохранители, диоды или другие электрические или электронные токовые ограничители, предназначенные для прерывания протекающего тока, блокирующие протекание тока в одном направлении или ограничивающие протекающий в электрической цепи ток.

3.22 номинальная емкость (rated capacity): Емкость элемента или батареи, определенная в установленных условиях и декларированная изготовителем.

3.23 вторичная (перезаряжаемая) батарея [secondary (rechargeable) battery]: Батарея, изготовленная из вторичных (перезаряжаемых) элементов.

3.24 вторичный (перезаряжаемый) элемент [secondary (rechargeable) cell]: Элемент, конструктивно предназначенный для электрического повторного заряда.

3.25 маленькая батарея (small battery): Батарея, состоящая из маленьких элементов, совокупное содержание лития в которой - не более 500 г.

3.26 маленький элемент (small cell): Элемент, совокупное содержание лития или его эквивалента в котором - не более 12 г.

3.27 тип (для элементов или батарей) [type (for cells or batteries)]: Специфическая электрохимическая система и физическая конструкция элементов или батарей.

3.28 неразряженный (undischarged): Состояние заряженности первичного элемента или батареи, соответствующее 0% полной разряженности.

     4 Требования безопасности

     4.1 Общие положения

Литиевые элементы и батареи различают как по химическому составу (электродам, электролиту), так и по их внутренней конструкции (катушка, спираль). Они могут быть различной геометрической формы. При проектировании необходимо рассмотреть все возможные аспекты безопасности литиевых элементов и батарей, учитывая, что они могут значительно различаться в зависимости от конкретной литиевой системы, выходной мощности и геометрической формы.

Для всех литиевых элементов и батарей должны быть учтены следующие аспекты безопасности:

a) конструкция литиевых элементов и батарей должна быть такой, чтобы предотвратить аномальное (ненормированное) повышение температуры выше критической, установленной изготовителем;

b) конструкцией литиевых элементов и батарей должен быть предусмотрен контроль за повышением температуры в элементе или батарее, например, должен быть ограничен протекающий ток;

c) конструкция литиевых элементов и батарей должна быть такой, чтобы уменьшить чрезмерное внутреннее давление или предотвратить сильный взрыв в условиях транспортирования;

d) конструкция литиевых элементов и батарей должна быть такой, чтобы предотвратить короткое замыкание при нормальных условиях эксплуатации и транспортирования;

e) литиевые батареи, содержащие элементы или последовательность элементов, соединенных параллельно, должны быть оборудованы необходимыми эффективными средствами, способными предотвратить опасный обратный ток (например диодами, плавкими предохранителями и т.д.).

     4.2 Упаковка