ГОСТ Р 59462-2021/IEC TS 62607-4-4:2016

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Производство нанотехнологическое

КОНТРОЛЬ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Часть 4-4

Наноматериалы для устройств накопления электрической энергии. Оценка устойчивости к тепловому разгону

Nanomanufacturing. Key control characteristics. Part 4-4. Nano materials for electrical energy storage. Evaluation of resistance to thermal runaway

ОКС 07.120

Дата введения 2022-03-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Национальной ассоциацией производителей источников тока "РУСБАТ" (Ассоциация "РУСБАТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии документа, указанного в пункте 4, и Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия" (ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ")

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 27 апреля 2021 г. N 298-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному документу IEC TS 62607-4-4:2016* "Производство нанотехнологическое. Контроль основных характеристик. Часть 4-4. Накопители электрической энергии на наноматериалах. Характеризация тепловых свойств наноматериалов, метод протыкания гвоздем" (IEC TS 62607-4-4:2016 "Nanomanufacturing - Key control characteristics - Part 4-4: Nanoenabled electrical energy storage - Thermal characterization of nanomaterials, nail penetration method", IDT).

__________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного документа для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "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 (www.gost.ru)

     1 Область применения

Настоящий стандарт является частью серии стандартов МЭК 62607, распространяется на наноматериалы, применяемые для изготовления устройств накопления электрической энергии (УНЭЭ), и устанавливает метод испытания для оценки влияния наноматериалов на устойчивость УНЭЭ к тепловому разгону, вызванному внутренним коротким замыканием. При подготовке образцов используют добавки наноматериалов, которые смешивают с материалами положительного и отрицательного электродов, электролитом, наносят на электроды или сепаратор. В настоящем стандарте установлены требования к испытуемому образцу, испытательному оборудованию, анализу данных и интерпретации результатов, примеры форм для включения в протокол испытания (см. приложение А).

Настоящий стандарт не устанавливает методы испытаний на безопасность УНЭЭ в целом, так как не рассматривает технические решения, используемые в УНЭЭ для повышения уровня их безопасности.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).

ISO 9001:2015, Quality management systems - Requirements (Системы менеджмента качества. Требования)

ISO 14001:2015, Environmental management systems - Requirements with guidance for use (Системы экологического менеджмента. Требования и руководство по применению)

ISO 26000:2010, Guidance on social responsibility (Руководство по социальной ответственности)

ISO/TS 80004-1:2015, Nanotechnologies - Vocabulary - Part 1: Core terms (Нанотехнологии. Словарь. Часть 1. Основные термины)

ISO/TS 80004-2:2015, Nanotechnologies - Vocabulary - Part 2: Nano-objects (Нанотехнологии. Словарь. Часть 2. Нанообъекты)

ISO/TS 80004-4:2011, Nanotechnologies - Vocabulary - Part 4: Nanostructured materials (Нанотехнологии. Словарь. Часть 4. Наноструктурированные материалы)

IEC/TS 80004-9:2017, Nanotechnologies - Vocabulary - Part 9: Nano-enabled electrotechnical products and systems (Нанотехнологии. Словарь. Часть 9. Нанотехнологические электротехнические изделия и системы)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 9001, ИСО 14001, ИСО 26000, ISO/TS 80004-1, ISO/TS 80004-2, ISO/TS 80004-4, IEC/TS 80004-9, а также следующие термины с соответствующими определениями.

ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:

- Электропедия МЭК, которая размещена на http://www.electropedia.org/;

- Платформа онлайн-просмотра ИСО, которая размещена на http://www.iso.org/obp.

3.1 нанодиапазон (nanoscale): Диапазон линейных размеров приблизительно от 1 до 100 нм.

[ISO/TS 80004-1:2015, статья 2.1]

3.2 наноматериал (nanomaterial): Твердый или жидкий материал, полностью или частично состоящий из структурных элементов, размер которых хотя бы по одному измерению находится в нанодиапазоне.

[ISO/TS 80004-1:2015, статья 2.4]

3.3 нанообъект (nano-object): Дискретная часть материала, линейные размеры которой по одному, двум или трем измерениям находятся в нанодиапазоне.

[ISO/TS 80004-1:2015, статья 2.5]

3.4 добавка наноматериала (nanomaterial additive): Наноматериал, добавляемый в небольших количествах к части устройства для улучшения или иного изменения одной или нескольких характеристик.

3.5 нанокомпозиционный материал; нанокомпозит (nano composite material): Твердое вещество, состоящее из двух или более разделенных фаз, из которых одна или более являются нанофазами.

3.6 нанотехнологическая продукция (nano-enabled): Продукция, уникальные эксплуатационные и функциональные характеристики которой получены с применением нанотехнологий.

[ISO/TS 80004-1:2015, статья 2.15]

3.7 наноулучшенная продукция (nano-enhanced): Продукция, изготовленная с применением нанотехнологий, обеспечивающих улучшение заданных эксплуатационных и функциональных характеристик продукции.

[ISO/TS 80004-1:2015, статья 2.16]

3.8 напряжение разомкнутой цепи (open circuit voltage): Разность напряжения между выводами аккумулятора или батареи, измеряемая в состоянии разомкнутой цепи (при отсутствии какого-либо внешнего тока).

[ИСО 17546:2016, статья 3.26]

3.9 короткое замыкание (short circuit): Замыкание в цепи с сопротивлением менее 1 мОм, приложенной между выходным выводом и землей.

[ИСО 27027:2014, статья 3.13]

3.10 аккумулятор (cell): Одиночное устройство накопления электрической энергии или заряда в сборке аккумуляторов, образующие устройство накопления электрической энергии.

3.11 емкость (capacity): Электрический заряд, который аккумулятор или батарея могут отдать при определенных условиях разряда.

Примечание - Единицей СИ для электрического заряда или количества электричества является кулон (1 Кл=1 А·с), но на практике емкость, как правило, выражают в ампер-часах (А·ч).

[МЭК 60050-482:2004, статья 482-03-14]

3.12 сепаратор (separator): Непроводящая полупроницаемая пленка или сетка, применяемая для разделения двух электродов с целью предотвращения их соприкосновения и короткого замыкания, при этом пропускающая через себя ионы.

3.13 степень заряженности; СЗ (state of charge; SOC): Количество доступного электрического заряда в устройстве накопления электрической энергии.

Примечание - Значение СЗ, как правило, выражают в процентах.

     4 Подготовка образцов

     4.1 Общие требования к образцу

Испытуемые образцы должны быть полностью активированными элементами УНЭЭ. Требования к форме (как правило, призматическая или цилиндрическая), внутренней конструкции (как правило, уложенные или свернутые электроды), материалам анода/катода, электролиту и сепаратору должны быть установлены изготовителем. С целью определения изменения функциональных характеристик УНЭЭ в зависимости от наличия наноматериала для испытаний готовят два набора образцов. Первый набор без добавок наноматериалов (контрольные образцы), второй набор с добавками наноматериалов (испытуемые образцы). Минимальное число образцов для получения статистически значимых результатов - 20 и 10 соответственно. Добавки наноматериалов могут быть смешаны с материалами анода/катода, электролитом и/или нанесены на поверхность сепаратора. Контрольные и испытуемые образцы должны быть одинаковыми (например, размеры, метод сборки и структура, емкость, материалы и т.д.). Характеристики контрольных и испытуемых образцов регистрируют в протоколе.

     4.2 Предварительная подготовка

К испытаниям допускают контрольные и испытуемые образцы, прошедшие предварительную подготовку. Предварительную подготовку выполняют следующим образом:

1) Подготавливают 20 контрольных образцов.

2) Подготавливают 10 испытуемых образцов.

3) Выполняют три цикла заряда-разряда током, соответствующим 1C или условиям, установленным пользователем, при температуре окружающей среды (25±5)°C.

4) Образцы полностью заряжают (100% СЗ) и выдерживают при температуре (25±5)°С в течение 1 ч. Среднее значение, стандартное отклонение и коэффициент вариации электрической емкости рассчитывают по кривой разряда током 1C. Если коэффициент вариации более 3%, то набор образцов не допускают к испытанию, отбирают другой набор образцов и проводят их предварительную подготовку.

5) Если значение электрической емкости образца находится за пределами среднего значения ±1,5 сигма, то его не допускают к испытаниям.

6) Общее число контрольных образцов, допущенных к испытанию, должно быть более 10; общее число испытуемых образцов, допущенных к испытанию, - более 3.

7) Предварительную подготовку испытуемых образцов проводят в соответствии с этапами 2)-5) отдельно от контрольных образцов.

     4.3 Конструкция испытательного гвоздя