ICS29.220.99CCSK82中華人民共和國國家標準GB31241—2022代替GB31241—2014便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組安全技術規范2022-12-29發布2024-01-01實施國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會GB31241—2022前言 Ⅲ引言 V1范圍 12規范性引用文件 13術語和定義 14試驗條件 54.1試驗的適用性 54.2試驗的環境條件 54.3參數測量公差 54.4溫度測量方法 54.5測試用充放電程序 54.6模擬故障或異常工作條件 64.7型式試驗 65一般安全要求 95.1一般安全性的考慮 95.2安全工作參數 953標識和警示說明 1054安全關鍵元器件 126電池電安全試驗 1261高溫外部短路 1262過充電 126.3強制放電 137電池環境安全試驗 1471低氣壓 1472溫度循環 1473振動 1574加速度沖擊 1577重物沖擊 1778熱濫用 178電池組環境安全試驗79燃燒噴射 178電池組環境安全試驗 178.1低氣壓 1782溫度循環 1783振動 17IGB31241—20228.4加速度沖擊 178.5跌落 188.6應力消除 188.7高溫使用 188.8洗滌 188.9阻燃要求 199電池組電安全試驗 199.1概述 199.2過壓充電 199.3過流充電 199.4欠壓放電 209.5過流放電 209.6外部短路 209.7反向充電 2010電池組保護電路安全要求 2010.1過壓充電保護 2110.2過流充電保護 2110.3欠壓放電保護 2110.4過流放電保護 2110.5短路保護 2111系統保護電路安全要求 2211.1充電電壓控制 2211.2充電電流控制 2211.3放電電壓控制 2211.4放電電流控制 2211.5充放電溫度控制 2212一致性要求 2312.1一般要求 2312.2試驗要求 23附錄A(資料性)工作范圍示例 25附錄B(規范性)試驗順序 30附錄C(規范性)測試設備和測量儀器 32附錄D(資料性)安全關鍵元器件參考標準 34附錄E(規范性)洗滌試驗 35附錄F(規范性)可燃性試驗方法 36附錄G(規范性)導線阻燃性試驗方法 37參考文獻 38ⅡⅢGB31241—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分:標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。GB31241—2014相比,除結構調整和編輯性改動外,主要技術變化如下:a)更改了術語鋰離子電池(見3.1,2014年版的3.1)、鋰離子電池組(見3.2,2014年版的3.2)、充電上限電壓(見3.11,2014年版的3.9)、上限充電溫度(見3.23,2014年版的3.19)及上限放電溫度(見3.25,2014年版的3.20)的定義;增加了術語標稱電壓(見3.7)、額定能量(見3.9)、參考試驗電流(見3.10)、充電限制電壓(見3.13)、放電終止電壓(見3.14)、下限充電溫度(見3.24)、下限放電溫度(見3.26)及可允許的最高電池表面溫度(見3.27)及定義;刪除了術語泄氣(見2014年版的3.22)及破裂(見2014年版的3.23)及定義;b)更改了電壓測量公差[見4.3a),2014年版的4.3a)],增加了轉速測量公差[見4.3f)];c)更改了溫度測量方法(見4.4,2014年版的4.4)、測試用充放電程序(見4.5,2014年版的4.5)、樣品的要求(見4.7.1,2014年版的4.7.1)、樣品容量測試(見4.7.3,2014年版的4.7.3)、樣品預處理(見4.7.4,2014年版的4.7.4)、試驗項目(見4.7.5,2014年版的4.7.5)及試驗順序(見4.7.6,2014年版的4.7.6d)更改了一般安全性的考慮(見5.1,2014年版的5.1)、安全工作參數(見5.2,2014年版的5.2)及標識和警示說明(見5.3,2014年版的5.3)的要求;e)更改了高溫外部短路(見6.1,2014年版的6.1)、過充電(見6.2,2014年版的6.2)及強制放電(見6.3,2014年版的6.3),刪除了常溫外部短路(見2014年版的6.1);f)更改了低氣壓(見7.1,2014年版的7.1)、溫度循環(見7.2,2014年版的7.2)、振動(見7.3,2014年版的7.3)、加速度沖擊(見7.4,2014年版的7.4)及擠壓(見7.6,2014年版的7.6);g)更改了低氣壓(見8.1,2014年版的8.1)、溫度循環(見8.2,2014年版的8.2)、振動(見8.3,2014年版的8.3)、跌落(見8.5,2014年版的8.5)及阻燃要求(見8.9,2014年版的8.9);h)更改了概述(見9.1,2014年版的9.1)、過壓充電(見9.2,2014年版的9.2)、過流充電(見9.3,2014年版的9.3)、過流放電(見9.5,2014年版的9.5)及反向充電(見9.7,2014年版的9.7),并將靜電放電移至樣品預處理(見4.7.4,2014年版的9.8)中;i)更改了概述(見第10章,2014年版的10.1)、過流充電保護(見10.2,2014年版的10.3)及過流放電保護(見10.4,2014年版的10.5),刪除了耐高壓(見2014年版的10.7);j)更改了概述(見第11章,2014年版的11.1)及充放電溫度控制(見11.5,2014年版的11.6);k)更改了一致性要求(見12.1,2014年版的12.1)及試驗要求(見12.2,2014年版的12.2);l)增加了工作范圍示例(見附錄A)、吞咽量規試驗工裝(見附錄C中C.1)、安全關鍵元器件參考標準(見附錄D)及可燃性試驗方法(見附錄F);m)更改了試驗順序(見附錄B,2014年版的附錄C);n)刪除了質量控制過程要求示例(見2014年版的附錄A)、設計和制造工藝(見2014年版的附錄B)、鈷酸鋰-石墨體系電池的工作范圍示例(見2014年版的附錄D)及重物沖擊試驗工裝(見2014年版的E.1)。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中華人民共和國工業和信息化部提出并歸口。ⅣGB31241—2022本文件及其所代替文件的歷次版本發布情況為:—2014年首次發布為GB31241—2014,2017年第一次修改單發布;—本次為第一次修訂。GB31241—2022本引言旨在介紹本文件的要求所依據的原則,理解這些原則對設計和生產安全的鋰離子電池和電池組是很有必要的。需要注意的是本文件僅考慮鋰離子電池和電池組的最基本的安全要求以提供對人身和財產的安全保護,而不涉及性能和功能特性。隨著技術和工藝的進一步發展必然會要求進一步修訂本文件。在本文件范圍內鋰離子電池和電池組導致的危險是指:—漏液,可能會直接對人體構成化學腐蝕危害,或導致電池供電的電子產品內部絕緣失效間接造成電擊、著火等危險;—起火,直接燒傷人體,或對電池供電的電子產品造成著火危險;—爆炸,直接危害人體,或損毀設備;—過熱,直接對人體引起灼傷,或導致絕緣等級下降和安全元器件性能降低,或引燃可燃液體。漏液危險可能是由內部應力或外部應力的作用下殼體破損引起的。造成起火和爆炸危險的原因可能是電池內部發生熱失控,而熱失控可能是由于電池內部短路、電池材料的強烈氧化反應等引起的。在確定電池或電池組采用何種設計方案時,遵守以下的優先次序:—首先,如有可能,優先選擇安全性高的材料,盡量避免使用容易出現熱失控的材料;—其次,如果無法實行以上原則,那么需設計保護裝置,減少或消除危險發生的可能性,如增加保護裝置等;—最后,如果上述方案和其他的措施均不能徹底避免危險的發生,那么需對殘留的危險采取標識和說明的措施。上述原則不能代替本文件的詳細要求,只是讓設計者了解這些要求所依據的原則。鋰離子電池和電池組的安全性與其材料選擇、設計、生產工藝、運輸及使用條件有關。其中使用條件包含了正常使用條件、可預見的誤用條件和可預見的故障條件,還包括影響其安全的環境條件諸如溫度、海拔等因素。鋰離子電池和電池組的安全要求覆蓋上述所有因素對人員引起的危險。人員是指維修人員和使用人員。維修人員是指電子產品及其電池的維修人員,維修人員在有明顯危險時可以運用專業技能避免可能的傷害。但是,需對維修人員就意外危險進行防護,例如用標識或警示說明以提醒維修人員有殘留的危險。使用人員是指除維修人員以外的所有人員。安全保護要求是假定使用人員未經過如何識別危險的培訓,但不會故意制造危險狀況而提出的。V1GB31241—2022便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組安全技術規范1范圍本文件規定了便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組的安全要求和試驗方法。本文件適用于便攜式電子產品用的鋰離子電池和電池組(以下簡稱為電池和電池組),屬于本文件范圍內的便攜式電子產品示例如下:a)便攜式辦公產品:筆記本電腦、平板電腦等;b)移動通信產品:手機、無繩電話、對講機等;c)便攜式音/視頻產品:便攜式電視機、便攜式音/視頻播放器、照相機、攝像機、錄音筆、藍牙耳d)其他便攜式產品:電子導航器、數碼相框、游戲機、電子書、移動電源、便攜式儲能電源、便攜式投影儀、可穿戴設備等。與上述示例類似用途的鋰離子電池和電池組可參考使用本文件。對于在車輛、船舶、飛機上等特定場合使用,以及對于醫療、采礦、海底作業等特殊領域使用的便攜式電子產品用鋰離子電池或電池組可能會有附加要求。本文件不適用于電子煙用鋰離子電池和電池組。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2423.5環境試驗第2部分:試驗方法試驗Ea和導則:沖擊GB/T2423.10環境試驗第2部分:試驗方法試驗Fc:振動(正弦)GB/T2423.21電工電子產品環境試驗第2部分:試驗方法試驗M:低氣壓GB/T2423.22環境試驗第2部分:試驗方法試驗N:溫度變化GB4943.1—2022音視頻、信息技術和通信技術設備第1部分:安全要求GB/T5169.5—2020電工電子產品著火危險試驗第5部分:試驗火焰針焰試驗方法裝置、確認試驗方法和導則GB/T5330—2003工業用金屬絲編織方孔篩網GB/T6005—2008試驗篩金屬絲編織網、穿孔板和電成型薄板篩孔的基本尺寸GB/T17626.2電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。2GB31241—2022鋰離子電池lithiumioncell依靠鋰離子在正極和負極之間移動實現化學能與電能相互轉化的裝置,并被設計成可充電。注:該裝置包括電極、隔膜、電解質、容器和端子等。3.2鋰離子電池組lithiumionbattery包含有保護電路的由任意數量的鋰離子電池組合而成準備使用的組合體。注1:保護電路可能是獨立的,也可能在充電器或電子產品(含其配件)中,保護電路在充電器或電子產品(含其配件)中的測試參見第11章。注2:鋰離子電池組還可能含有封裝材料、連接器、保護器件等部件或材料。3.3便攜式電子產品portableelectronicequipment不超過18kg的預定可由使用人員經常攜帶的移動式電子產品。3.4手持式電子產品hand-heldelectronicequipment在正常使用時要用手握持的便攜式電子產品。3.5用戶可更換型電池組userreplaceablebattery應用于便攜式電子產品中且允許用戶直接更換的鋰離子電池組。3.6非用戶更換型電池/電池組non-userreplaceablecell/battery內置于便攜式電子產品中且不允許用戶直接更換的鋰離子電池或鋰離子電池組。3.7標稱電壓nominalvoltage用以標識電池或電池組電壓的適宜的近似值。3.8額定容量ratedcapacityC制造商標明的電池或電池組容量。注:單位為安時(Ah)或毫安時(mAh)。3.9額定能量nominalenergy由制造商標明的在規定條件下確定的電池或電池組的能量值。注:通過標稱電壓乘以額定容量計算得出,可向上取整,單位為瓦特小時(wh)或毫瓦特小時(mwh)。參考試驗電流referencetestcurrentIt數值與額定容量(C)相同的試驗電流。注:單位為安(A)或毫安(mA)。充電上限電壓upperlimitedchargingvoltageUup制造商規定的電池或電池組能承受的最高安全充電電壓。注:定義3.11~3.26可參考附錄A。3GB31241—2022過壓充電保護電壓overvoltageforchargeprotectionuCp制造商規定的高電壓充電時的保護電路動作電壓。充電限制電壓limitedchargingvoltageuCl制造商規定的電池或電池組的額定最大充電電壓。放電終止電壓endofdischargevoltageude制造商推薦的電池或電池組放電結束時的電壓。欠壓放電保護電壓lowvoltagefordischargeprotectionudp制造商規定的低電壓放電時的保護電路動作電壓。放電截止電壓dischargecut-offvoltageudo制造商規定的電池或電池組安全放電的最低負載電壓。最大充電電流maximumchargingcurrentICm制造商規定的最大的恒流充電電流。過流充電保護電流overcurrentforchargeprotectionICp制造商規定的大電流充電時的保護電路動作電流。推薦充電電流recommendationchargingcurrentICr制造商推薦的恒流充電電流。3.20最大放電電流maximumdischargingcurrentIdm制造商規定的最大持續放電電流。3.21過流放電保護電流overcurrentfordischargeprotectionIdp制造商規定的大電流放電時的保護電路動作電流。GB31241—20223.22推薦放電電流recommendationdischargingcurrentIdr制造商推薦的持續放電電流。3.23上限充電溫度upperlimitedchargingtemperatureTCm制造商規定的電池或電池組充電時的最高溫度。3.24下限充電溫度lowerlimitedchargingtemperatureTCl制造商規定的電池或電池組充電時的最低溫度。3.25上限放電溫度upperlimiteddischargingtemperatureTdm制造商規定的電池或電池組放電時的最高溫度。3.26下限放電溫度lowerlimiteddischargingtemperatureTdl制造商規定的電池或電池組放電時的最低溫度。3.27可允許的最高表面溫度allowablemaximumsurfacetemperatureTmax制造商規定的正常工作條件下電池或電池組表面可允許的最高溫度。注1:一般Tmax不小于“上限充電溫度”和“上限放電溫度”。注2:定義Tmax用于整機溫升測試的電池或電池組表面溫度限值。3.28可見的液體電解質的漏出。[來源:GB/T28164—2011,1.3.9]3.29爆炸explosion電池或電池組的外殼劇烈破裂并且主要成分拋射出來。[來源:GB/T28164—2011,1.3.12]3.30起火fire從電池或電池組發出火焰。注:火焰是由燃燒產生的,燃燒是一種發光發熱的化學反應。火花不能稱為火焰。[來源:GB/T28164—2011,1.3.13,有修改]3.31防火防護外殼fireenclosure用來使燃燒或火焰的蔓延減小到最低限度的部件。45GB31241—20223.32型式試驗typetest對有代表性的樣品所進行的試驗,其目的是確定其設計和制造是否能符合本文件的要求。[來源:GB4943.1—2022,3.3.6.15,有修改]4試驗條件4.1試驗的適用性只有涉及安全性時才進行本文件規定的試驗。在標準內容約定某一類電池或電池組因為產品的設計、結構、功能上的制約而明確對該產品的試驗不適用時,可不進行該試驗。如因受產品設計、構造或功能上的制約而無法對電池或電池組進行試驗,而這種試驗又需要實施時,可連同使用該電池或電池組的電子產品、該電子產品附屬的充電器或構成該電子產品一部分的零部件,與電池或電池組一起進行相關試驗。注:便攜式電子產品及其附帶的充電器或者構成其一部分的零部件來自該電池或電池組的制造商或者電子產品的制造商,并由該制造商提供操作說明。除非另有規定,測試完成后的樣品不要求仍能正常使用。4.2試驗的環境條件除非另有規定,試驗一般在下列條件下進行:a)溫度:20℃士5℃;b)相對濕度:不大于75%;c)氣壓:86kpa~106kpa。4.3參數測量公差相對于規定值或實際值,所有控制值或測量值的準確度應在下述公差范圍內:a)電壓:士0.2%;b)電流:士1%;d)時間:士0.1%;e)容量:士1%;f)轉速:士1%。4.4溫度測量方法采用熱電偶法來測量樣品的表面溫度。溫度測試點選取溫度最不利點作為試驗判定依據。注:可使用輔助方式尋找最不利點,如紅外設備。4.5測試用充放電程序4.5.1測試用充電程序電池或電池組可采用下列方法之一進行充電:a)制造商規定的方法;b)以0.2ItA充電,當電池或電池組端電壓達到充電限制電壓(ucl)時,改為恒壓充電,直到充電電流小于或等于0.02ItA,停止充電。6GB31241—2022在充電前電池或電池組先按照4.5.2規定的方法進行放電,并靜置10min;除另有規定,優先推薦采用方法a),當不可獲得方法a)的信息時,可采用方法b)。4.5.2測試用放電程序電池或電池組以推薦放電電流(ICr)進行恒流放電至放電終止電壓(ude)。4.6模擬故障或異常工作條件如果要求施加模擬故障或異常工作條件,應依次施加,一次模擬一個故障。對由模擬故障或異常工作條件直接導致的故障被認為是模擬故障或異常工作條件的一部分。當設置某單一故障時,這個單一故障包括任何元器件的失效。應通過檢查電路板、電路圖和元器件規格書來確定出合理可預見的故障條件,例如:a)半導體器件任意2個引腳間的短路和開路;b)電容器的短路和開路;C)限流器件的短路和開路;d)限壓器件的短路和開路;e)使集成電路形成功耗過大的內部故障。4.7型式試驗4.7.1樣品的要求除非另有規定,被測試樣品應是客戶將要接受的產品的代表性樣品,包括小批量試產樣品或是準備向客戶交貨的產品。若試驗需要引入導線測試或連接時,引入導線測試或連接產生的總電阻應小于20mΩ。4.7.2樣品的數量除特殊說明外,每個試驗項目的樣品為3個。4.7.3樣品容量測試電池或電池組樣品的實際容量應大于或等于其額定容量,否則不能作為型式試驗的典型樣品。注:如無特殊規定,上述要求僅針對型式試驗。樣品先按照4.5.1規定的充電程序充滿電,擱置10min,再按照4.5.2規定的放電程序放電,放電時所提供的容量即為樣品的實際容量。當對容量測試結果有異議時,可依據23℃士2℃的環境溫度作為仲裁條件重新測試。4.7.4樣品預處理在進行4.7.5規定的試驗項目前,應對樣品進行如下預處理。a)充放電循環電池或電池組按照4.5規定的充放電程序進行兩個充放電完整循環,充放電程序之間擱置注1:在進行a)充放電循環預處理時可同時進行容量測試,取兩次充放電完整循環后容量的較小值作為樣品容量。b)靜電放電對于自身帶有保護電路的電池組,在進行完a)充放電循環預處理后,按照4.5.1規定的充電程序充滿電,還應按GB/T17626.2的規定對電池組每個輸出端子進行4kV接觸放電測試7GB31241—2022(士4kv各10次)和8kv空氣放電測試(士8kv各10次)。注2:第8章樣品不做靜電放電預處理。在預處理過程中如發生起火、爆炸、漏液等現象也認為是不符合本文件要求。4.7.5試驗項目除非另有說明,本文件規定的試驗均為型式試驗。電池的型式試驗項目見表1,“樣品”欄中阿拉伯數字為測試樣品編號。表1電池型式試驗項目本文件章條號試驗內容樣品試驗條件樣品容量測試全部樣品預處理全部一般安全要求a5.2安全工作參數 標識要求電池電安全試驗高溫外部短路1~36.2過充電4~66.3強制放電7~9電池環境安全試驗低氣壓1~37.2溫度循環1~37.3振動1~37.4加速度沖擊1~37.5跌落10~12擠壓13~157.7重物沖擊16~187.8熱濫用19~21燃燒噴射22~24a對廠商提供的標簽、規格書、材料等進行檢查和試驗。電池組的型式試驗項目見表2,“樣品”欄中的阿拉伯數字為測試樣品編號。表2電池組型式試驗項目本文件章條號試驗內容樣品試驗條件樣品容量測試全部樣品預處理全部一般安全要求a5.2安全工作參數—標識要求警示說明耐久性8GB31241—2022表2電池組型式試驗(續)項目本文件章條號試驗內容樣品電池組環境安全試驗8.1低氣壓1~38.2溫度循環1~38.3振動1~38.4加速度沖擊1~38.5跌落4~68.6應力消除7~98.7高溫使用10~128.8洗滌見8.88.9阻燃要求見8.9電池組電安全試驗9.2過壓充電13~159.3過流充電16~189.4欠壓放電19~219.5過流放電22~249.6外部短路25~279.7反向充電28~30a對廠商提供的標簽、規格書、材料等進行檢查和試驗。對于自身帶保護電路的電池組,還需要進行表3所示的試驗。表3保護電路型式試驗項目本文件章條號試驗內容樣品電池組保護電路安全要求10.1過壓充電保護每項試驗各使用1個樣品10.2過流充電保護10.3欠壓放電保護10.4過流放電保護10.5短路保護對于自身不帶保護電路但在其充電器或由其供電的電子產品中帶有保護電路的電池組或電池,還應進行表4所示的試驗。9GB31241—2022表4系統保護電路型式試驗項目本文件章條號試驗內容樣品系統保護電路安全要求11.1充電電壓控制樣品為至少1個由該電池或其控制部分11.2充電電流控制11.3放電電壓控制11.4放電電流控制11.5充放電溫度控制對于多級串聯構成的電池或電池組,還應滿足第12章一致性的要求,進行表5所示的試驗。表5一致性型式試驗項目本文件章條號試驗內容樣品一致性要求單級電池過充保護每項試驗各使用1個樣品單級電池過放保護4.7.6試驗順序電池和電池組試驗順序按照附錄B的規定。4.7.7試驗判據只有當某項試驗的受試樣品全部測試合格,才可判定該項試驗合格。5一般安全要求5.1一般安全性的考慮電池和電池組的安全性從下列兩種條件加以考慮:a)正常條件;b)可合理預見的誤使用、濫用及故障條件。5.2安全工作參數為確保電池和電池組在不同條件下的使用安全,應規定其安全工作條件,包括溫度范圍、電壓范圍和電流范圍等參數。由于電池材料體系和結構的差異,其安全工作參數值可能不同。注:電池的工作范圍示例參見附錄A。制造商應在規格書中至少標明表6中的信息。電池組的參數應與其內部組成電池的參數相匹配。示例:對于由兩節電池串聯組成的電池組,電池組的充電上限電壓不大于2倍的其內部組成電池的充電上限電壓。GB31241—2022表6規格書中至少標明的信息安全工作參數符號電池電池組充電限制電壓uCl●●充電上限電壓uup●●放電截止電壓udo●●放電終止電壓ude●●推薦充電電流ICr●●最大充電電流ICm●●推薦放電電流Idr●●最大放電電流Idm●●過壓充電保護電壓uCp ●過流充電保護電流ICp-●欠壓放電保護電壓udp ●過流放電保護電流Idp-●上限充電溫度TCm●●下限充電溫度TCl●●上限放電溫度Tdm●●下限放電溫度Tdl●●可允許的最高表面溫度TmaxOO5.3標識和警示說明5.3.1標識要求電池和電池組的標識應清晰可辨,且不應出現混淆。使用中文標明以下標識:d)生產廠;e)生產日期或批號。額定能量的標識值應滿足額定能量的定義。電池和電池組標識應符合表7的要求。注:對于扣式電池的正負極性標識,可只標正極或負極,如使用“十”或“—”符號表示。1011GB31241—2022表7電池和電池組標識要求樣品電池或電池組的最大表面的面積(S)標識要求電池S≥4cm2額定容量、生產廠(或生產廠代碼)、生產日期或批號、型號和正負極性應在電池本體上標明,其余標識允許在包裝或規格書上標明a,bS<4cm2除正負極性外,可以代碼形式在電池本體上標出相應內容c電池組S≥10cm2標識均應在電池組本體上標明。對于結構上能夠保證用戶在任何使用情況下都不可能導致誤插的產品,可不進行極性標識。“型號、額定容量、額定能量、充電限制電壓、標稱電壓、生產廠”等中文引導詞應標出并與具體內容對應。生產日期或批號可不使用引導詞b4cm2<S<10cm2可使用簡化標識,在不引起誤解的情況下減少漢字引導詞,生產廠使用生產廠代碼a,cS≤4cm2除正負極性外,可以代碼形式在電池組本體上標出相應內容ca生產廠代碼含義應在最小包裝或規格書進行說明。b批號的含義應在最小包裝或規格書進行說明,且含有生產日期信息。c對于簡化標識或以代碼形式標識的電池或電池組,其完整的標識內容或代碼含義應在最小包裝或規格書進行說明。5.3.2警示說明電池組的本體或最小包裝上應有中文警示說明。示例1:禁止拆解、撞擊、擠壓或投入火中。示例2:若出現嚴重鼓脹,切勿繼續使用。示例3:切勿置于高溫環境中。示例4:浸水后禁止使用。對于能放入吞咽量規的用戶可更換型電池組,還應在其最小包裝上給出中文警示說明。示例5:須將小型可能會被兒童吞食的電池放置到兒童無法觸及之處。示例6:切勿吞咽電池,吞咽可能導致灼燒。示例7:如果不慎吞食,須迅速就醫。吞咽量規試驗工裝按照附錄C的C.1。注:當電池組單獨銷售時,最小包裝是指電池組的最小包裝;當電池組和電子產品一起銷售時,最小包裝也可以是該電子產品的最小包裝。5.3.3耐久性電池組本體上的標識和警示說明應清晰可辨。本文件所要求的電池組本體上的任何標識和警示說明應是耐久的和醒目的。在考慮其耐久性時,應把正常使用時對其影響考慮進去。通過檢查、擦拭標識和警示說明來檢驗其是否合格。擦拭標識和警示說明時,應使用一塊蘸有水的棉布擦拭15S,然后再用一塊蘸有濃度為75%(體積分數)醫用酒精的棉布擦拭15S。試驗后,標識和警示說明仍應清晰,銘牌不應輕易被揭掉,而且不應出現卷邊。注:本條僅適用于用戶可更換型電池組。12GB31241—20225.4安全關鍵元器件5.4.1基本要求在涉及安全的情況下,電池、電池組及保護電路中的元器件,如正溫度系數熱敏電阻器(PTC)、熱熔斷體等,應符合本文件的要求,或者符合有關元器件的國家標準、行業標準或其他規范中與安全有關的要求,參考標準見附錄D。注:只有當某一元器件明顯屬于某一元器件國家標準、行業標準或其他的適用范圍內時,才能認為該標準是有關的。5.4.2元器件的評定和試驗元器件的評定和試驗應按下列規定進行。a)當元器件已被證實符合與有關的元器件國家標準、行業標準或其他規范相協調的某一標準時,應檢查該元器件是否按其額定值正確應用和使用。該元器件還應作為電池、電池組或保護電路的一個組成部分承受本文件規定的有關試驗,但不承受有關的元器件國家、行業標準或其他規范中規定的那部分試驗。b)當元器件未如上所述證實其是否符合有關標準時,應檢查該元器件是否按規定的額定值正確應用和使用。該元器件還應作為電池、電池組或保護電路的一個組成部分承受本文件規定的有關試驗,而且還要按電池、電池組或保護電路中實際存在的條件,承受該元器件標準規定的有關試驗。注:為了檢驗元器件是否符合某個元器件的標準,通常單獨對元器件進行有關試驗。C)如果某元器件沒有對應的國家標準、行業標準或其他規范,則該元器件應按電池、電池組或保護電路中實際存在的條件進行試驗。試驗所需要的樣品數量通常與等效標準所要求的數量相同。6電池電安全試驗6.1高溫外部短路將電池按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,放置在57℃士4℃的環境中,待電池表面溫度達到57℃士4℃后,再放置30min。然后在此環境溫度下用導線連接電池正負極端,并確保全部外部電阻為80mΩ士20mΩ。試驗過程中監測電池溫度變化,當出現以下兩種情形之一時,試驗終止:a)電池溫度下降值達到溫度最大值的20%;b)短接時間達到24h。當有爭議時,a)和b)選較嚴者。電池應不起火、不爆炸。6.2過充電將電池按照4.5.2規定的試驗方法放完電后,先用最大充電電流(ICm)恒流充電至表8的試驗電壓,然后以該電壓值恒壓充電。過充電試驗電壓與充電限制電壓關系示意圖見圖1。13GB31241—2022表8過充電試驗電壓單位為伏特充電限制電壓(ucl)過充電試驗電壓(ut)ucl<4.25ucl十0.44.25≤ucl<4.454.65ucl≥4.45ucl十0.2圖1過充電試驗電壓與充電限制電壓關系示意圖試驗過程中監測電池溫度變化,當出現以下兩種情形之一時,試驗終止:a)電池持續充電時間達到7h或制造商定義充電時間中較大值;b)電池溫度下降值達到溫度最大值的20%。當有爭議時,a)和b)選較嚴者。電池應不起火、不爆炸。6.3強制放電將電池按照4.5.2規定的試驗方法放完電后,以1ItA的電流進行反向充電至負的充電上限電壓(—uup),反向充電時間共計90min。如果在反向充電90min內,電壓達到負的充電上限電壓(—uup),應通過減小電流保持該電壓繼續進行反向充電,反向充電共計90min后終止試驗,如圖2中情況1所示。如果在反向充電90min內,電壓未達到負的充電上限電壓(—uup),則反向充電共計90min后終止試驗,如圖2中情況2所示。電池應不起火、不爆炸。14GB31241—2022注:圖中的線僅作示例,實際情況(除水平線部分)不一定是線性或直的。圖2強制放電示意圖7電池環境安全試驗注:本章僅適用于鋰離子電池。7.1低氣壓將電池按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,將電池放置于20℃士5℃的真空箱中,抽真空將箱內壓強降低至11.6kpa(模擬海拔15240m),并保持6h。具體試驗方法按照GB/T2423.21中的相關規定。7.2溫度循環將充滿電的電池放置在溫度為20℃士5℃的可控溫的箱體中進行如下步驟:a)將試驗箱溫度升高為72℃士2℃,并保持6h;b)將試驗箱溫度降為—40℃士2℃,并保持6h;c)重復步驟a)~b),共循環10次;d)在室溫20℃士5℃下至少保存6h。試驗過程中每兩個溫度之間的轉換時間不大于30min,步驟示意圖見圖3。具體試驗方法按照GB/T2423.22中的相關規定。15GB31241—2022圖3溫度循環流程示意圖7.3振動將充滿電的電池緊固在振動試驗臺上,按表9中參數進行正弦振動測試。表9振動波形(正弦曲線)頻率振動參數對數掃頻循環時間(7Hz~200Hz~7Hz)軸向振動周期數起始至f1=7Hzf2a1=1gn15minX12f2f3S=0.8mmY12f3f4=200Hza2=8gnZ12返回至f1=7Hz總計36f1、f4—下限、上限頻率;f2、f3—交越點頻率(f2≈17.62Hz、f3≈49.84Hz);a12—加速度幅度;S—位移幅度。注:振動參數是指位移或加速度的最大絕對數值,例如:位移量為0.8mm對應的峰-峰值的位移量為1.6mm。每個方向進行12個循環,每個方向循環時間共計3h的振動。圓柱型和紐扣型電池按照其軸向和徑向兩個方向進行振動試驗,方型和軟包裝電池按照三個相互垂直的方向進行振動試驗。具體試驗方法按照GB/T2423.10的相關規定。7.4加速度沖擊將充滿電的電池固定在沖擊臺上,進行半正弦脈沖沖擊試驗,在最初的3mS內,最小平均加速度為75gn,峰值加速度為150gn士25gn,脈沖持續時間為6mS士1mS。電池每個方向進行三次加速度沖擊試驗。圓柱型和紐扣型電池按照其軸向和徑向兩個方向進行沖擊試驗,方型和軟包裝電池按照三個相互垂直的方向依次進行沖擊試驗。具體試驗方法按照GB/T2423.5的相關規定。16GB31241—20227.5跌落將電池按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,按1m的跌落高度自由落體跌落于混凝土板上。圓柱型和紐扣型電池兩個端面各跌落一次,圓柱面跌落兩次,共計進行四次跌落試驗;方型和軟包裝電池每個面各跌落一次,共進行六次試驗。電池應不起火、不爆炸。7.6擠壓將電池按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,將電池置于兩個平面內,垂直于極板方向進行擠壓,兩平板間施加13.0KN士0.78KN的擠壓力,擠壓電池的速度為0.1mm/S。一旦壓力達到最大值或電池的電壓下降三分之一,即可停止擠壓試驗。試驗過程中電池應防止發生外部短路。圓柱型電池擠壓時使其縱軸向與兩平板平行,扣式電池采用電池上下兩面與兩平板平行的方式進行擠壓試驗,方型電池(硬殼)、長度小于25mm的方型軟包裝電池及其他類型電池只對電池的寬面進行擠壓試驗。對于樣品長度不小于25mm的方型軟包裝電池,需將直徑25mm的鋼質半圓柱體置于電池寬面上進行擠壓,半圓柱體縱軸經過寬面幾何中心且與電池極耳方向垂直,長度需大于被擠壓電池尺寸,擠壓力達到表10中軟包裝電池寬度對應擠壓力后截止。試驗中電池放置方式參照圖4所示。1個樣品只做一次擠壓試驗。擠壓過程中,擠壓達到截止條件和擠壓裝置停止的時間間隔應不大于100mS。注:一般情況下,軟包裝電池長度:平行于極耳方向。軟包裝電池寬度:垂直于極耳方向。a)圓柱型電池b)方型電池(硬殼)c)扣式電池d)方型軟包裝電池圖4擠壓試驗中電池放置示意圖表10軟包裝電池圓棒擠壓試驗擠壓力電池寬度擠壓力KN(0,25]1(25,30)3[30,40)4[40,50)5[50,60)6[60,65]7(65,70)8[70,75]10(75,∞)1317GB31241—2022電池應不起火、不爆炸。7.7重物沖擊將電池按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,將電池置于平臺表面,將直徑為15.8mm士0.2mm的金屬棒橫置在電池幾何中心上表面,采用質量為9.1kg士0.1kg的重物從610mm士25mm的高處自由落體狀態撞擊放有金屬棒的電池表面,并觀察6h。要求圓柱型電池沖擊試驗時使其縱軸向與重物表面平行,金屬棒與電池縱軸向垂直且盡量與沖擊面平行,方型電池只對寬面進行沖擊試驗。扣式電池進行沖擊試驗時將金屬棒橫跨過電池表面中心。1個樣品只做一次沖擊試驗。電池應不起火、不爆炸。注:對于軟包裝電池,本條不適用。7.8熱濫用將電池按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,將電池放入試驗箱中。試驗箱以5℃/min士2℃/min的溫升速率進行升溫,當箱內溫度達到130℃士2℃后恒溫,并持續30min。電池應不起火、不爆炸。7.9燃燒噴射將電池按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,再將電池放置在試驗工裝的鋼絲網上,試驗工裝見附錄C的C.2。如果試驗過程中出現電池滑落的情況時,可用單根金屬絲把電池樣品固定在鋼絲網上;如果無此類情況發生,則不可以捆綁電池。用火焰加熱電池,當出現以下三種情況時停止加熱:a)電池爆炸;b)電池完全燃燒;c)持續加熱30min,但電池未起火、未爆炸。試驗后,組成電池的部件(粉塵狀產物除外)或電池整體不應穿透鋁網。8電池組環境安全試驗注:本章適用于鋰離子電池組,以及由非用戶更換型電池/電池組與其電子產品組成的整體樣品。8.1低氣壓將樣品按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后進行低氣壓試驗,試驗方法見7.1。8.2溫度循環將樣品進行溫度循環試驗,試驗方法見7.2。8.3振動將樣品進行振動試驗,按照三個相互垂直的方向依次進行振動試驗,試驗方法見7.3。8.4加速度沖擊將樣品進行加速度沖擊試驗,按照三個相互垂直的方向依次進行加速度沖擊試驗,試驗方法見7.4。18GB31241—2022試驗后按照4.5規定的充放電方法繼續進行一次放電充電循環。8.5跌落將樣品按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,按表11的跌落高度自由落體跌落于混凝土板上。表11跌落高度分級樣品類型跌落高度非用戶更換型1.0m用戶可更換型對于如手持式電子設備等預定使用高度高于1.0m的便攜式電子產品供電的樣品,其跌落高度應為1.5m對圓柱型和紐扣型電池組兩個端面各跌落一次,圓柱面跌落兩次,共進行4次跌落試驗;對方型電池組每個面各跌落一次,共進行6次試驗。對非用戶更換型電池/電池組進行帶設備的跌落試驗時,設備每面跌落一次。試驗后按照4.5規定的充放電方法繼續進行一次放電充電循環。8.6應力消除模壓或注塑成形的外殼或結構中包含的熱塑性材料應能保證在釋放由模壓或注塑成形所產生的內應力時,均不應發生影響安全的收縮或形變。將樣品按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后放在70℃士2℃的鼓風恒溫箱中擱置7h,然后取出樣品并恢復至室溫。樣品不應發生導致內部組成暴露或影響安全的物理形變。8.7高溫使用樣品在高溫條件下使用應具有足夠的安全性。通過以下高溫試驗來檢驗其是否合格。將樣品按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后置于高溫試驗箱內,試驗箱內溫度設為制造商規定的電池組的充電上限溫度和放電上限溫度、電池的充電上限溫度和放電上限溫度及80℃中的最大值。待樣品表面溫度穩定后,保持7h。若進行一次放電充電循環的時間大于7h,可將高溫試驗時間延長至本次充放電循環結束。樣品應滿足以下要求之一:b)未切斷電路,在高溫試驗過程中按照4.5規定的充放電方法繼續進行一次放電充電循環,樣品8.8洗滌樣品應通過附錄E規定的洗滌試驗來檢驗其是否合格,或增加警示說明。警示說明示例見5.3.2的示例4。警示說明要求見5.3.2。19GB31241—20228.9阻燃要求8.9.1一般要求對于充電限制電壓和最大充電電流或最大放電電流的乘積超過15VA的電池組,其封裝所使用的材料,應能限制火焰的蔓延,其阻燃等級應滿足8.9.2~8.9.5的相應要求。材料的可燃性定義按照GB4943.1—2022中3.3.4的規定。注:對于沒有外殼、導線等材料的樣品,相應材料的阻燃要求不適用。對于沒有外殼的樣品,需要由整機提供防火防護外殼。8.9.2外殼電池組的外殼應使用防火防護外殼,外殼應是不低于V-1級的材料或能通過附錄F的試驗。8.9.3印制板印制板應是不低于V-1級的材料或能通過附錄F的試驗。8.9.4導線導線應能通過附錄G的試驗。8.9.5其他封裝材料適用時,材料應是不低于V-1級的材料或能通過附錄F的試驗。注1:膠帶、標貼、熱縮套管、泡沫材料不適用。注2:作為燃燒物質可忽略不計的小零部件可不作考核。9電池組電安全試驗9.1概述對于自身帶有保護電路的電池組:a)若其保護電路能通過第10章的測試,則在進行本章測試時可將其保護電路保留;b)若其保護電路不能通過第10章的測試,則在進行本章測試時應將其保護電路移除。注1:對于自身不帶保護電路但在其充電器或由其供電的電子產品中帶保護電路的電池組,本章不適用。注2:本章中n為電池組內電池或電池并聯塊的串聯級數。注3:本章試驗時電池組處于正常工作狀態,例如對于有加密設置的電池組需處于解密狀態。9.2過壓充電將電池組按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,繼續以最大充電電流(ICm)恒流充電至規定的試驗電壓或者可能承受的最高電壓值(兩者取較高者),并保持該電壓進行恒壓充電。當n=1時,規定的試驗電壓為6V,當n≥2時,規定的試驗電壓為(n×6.0)V。對于移除保護電路的電池組充電1h或(c/ICm)h,兩者取較大值。對于保留保護電路的電池組充電至保護電路動作。9.3過流充電將電池組按照4.5.2規定的試驗方法放完電,然后以1.5倍的過流充電保護電流(1.5ICp)進行恒流20GB31241—2022充電。對于移除保護電路的電池組的充電至充電上限電壓Uup,對于保留保護電路的電池組充電至保護電路動作。注1:對于未設計過流充電保護的電池組,試驗時以1.5倍的最大充電電流(1.5ICm)代替1.5倍的過流充電保護電流(1.5ICp)。注2:當過流充電保護電流值是一個區間值時,試驗時以區間值上限代替1.5倍的過流充電保護電流(1.5ICp)。9.4欠壓放電將電池組按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,以其最大放電電流Idm恒流放電。對于移除保護電路的電池組放電至(n×0.15)V,對于保留保護電路的電池組放電至保護電路動作。放電后靜置10min,并繼續按照4.5.1規定的試驗方法充滿電。9.5過流放電將電池組按照4.5.1規定的試驗方法充滿電,然后以1.5倍的過流放電保護電流(1.5Idp)恒流放電。對于移除保護電路的電池組放電至放電終止電壓,對于保留保護電路的電池組放電至保護電路動作。注:當過流放電保護電流值是一個區間值時,試驗時以區間值上限代替1.5倍的過流放電保護電流(1.5Idp)。9.6外部短路將電池組按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,短路電池組的正負極端子,外部短路總電阻為(80士20)mΩ。對于移除保護電路的電池組短路24h,對于保留保護電路的電池組短路至保護電路動作。9.7反向充電將電池組按照4.5.1規定的試驗方法充滿電,然后以推薦充電電流ICr反向充電至負的充電上限電壓(—Uup)。對于移除保護電路的電池組充電90min,對于保留保護電路的電池組充電至保護電路動作。10電池組保護電路安全要求注1:本章適用于自身帶有保護電路的電池組。注2:本章試驗的樣品可以是帶有保護電路的電池組,也可以是電池組的保護電路:a)當試驗樣品為電池組時,電池組處于正常工作狀態,例如對于有加密設置的電池組需處于解密狀態;b)當試驗樣品為電池組的保護電路時,保護電路處于正常工作狀態,例如可為保護電路外接虛擬電池以使保護電路正常工作。注3:本章中n為電池組內電池或電池并聯塊的串聯級數。注4:當電路中有不可恢復的保護裝置,例如保險絲時,需要旁路不可恢復的保護裝置進行10.1~10.5試驗。注5:進行本章測試時,輸出需滿足持續穩定輸出要求。21GB31241—202210.1過壓充電保護將樣品按照以下順序進行500次循環測試:a)過壓充電;b)保護裝置動作后靜置1min。過壓充電時,充電電流為最大充電電流(ICm),充電電壓為(n×6.0)v或者可能承受的最高電壓值(兩者取最高者)。每次循環時電池組的過壓充電保護電路都應動作。當樣品是電池組時,試驗前先按照4.5.1規定的試驗方法充滿電。10.2過流充電保護將樣品按照以下順序進行500次循環測試:a)過流充電;b)保護裝置動作后靜置1min。過流充電時,充電電流為1.5倍的過流充電保護電流(1.5ICp),充電電壓為充電上限電壓(uup)。每次循環時電池組的過流充電保護電路都應動作。當樣品是電池組時,試驗前先按照4.5.2規定的試驗方法將電池組放完電。并應保證電池組在試驗過程中的500次循環測試都在恒流充電狀態下進行,如果電池組在進行完500次循環測試之前結束恒流充電狀態,則應將電池按照4.5.2規定的試驗方法放完電后,繼續進行上述循環測試。注:當過流充電保護電流值是一個區間值時,試驗時以區間值上限代替1.5倍的過流充電保護電流(1.5ICp)。10.3欠壓放電保護將樣品按照以下順序進行500次循環測試:a)欠壓放電;b)保護裝置動作后靜置1min。欠壓放電時,放電電流為推薦放電電流(Idr)。每次循環時電池組的欠壓放電保護電路都應動作,最低電壓都不應低于n倍的電池放電截止電壓(n×udo)或電池組的放電截止電壓中的較小者。當樣品是電池組時,試驗前先按照4.5.2規定的試驗方法將電池組放完電。必要時允許在保護電路動作后在循環中增加短暫充電以重新激活電池。10.4過流放電保護將樣品按照以下順序進行500次循環測試:a)過流放電;b)保護裝置動作后靜置1min。過流放電時,放電電流為1.5倍的過流放電保護電流(1.5Idp)。每次循環時電池組的過流放電保護電路都應動作。當樣品是電池組時,試驗前先按照4.5.1規定的試驗方法充滿電。并應保證電池組在試驗過程中的500次循環測試都在未放完電的狀態下進行,如果電池組在進行完500次循環測試之前已經放完電,則應將電池按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,繼續進行上述循環測試。注:當過流放電保護電流值是一個區間值時,試驗時以區間值上限代替1.5倍的過流放電保護電流(1.5Idp)。10.5短路保護將樣品按照以下順序進行500次循環測試:22GB31241—2022a)短路電池組的正負極端子或保護電路中的輸出端子;b)保護裝置動作后靜置1min。短路時,外部短路總電阻為80mΩ士20mΩ。每次循環時電池組的短路保護電路都應動作。當樣品是電池組時,試驗前先按照4.5.1規定的試驗方法充滿電。并應保證電池組在試驗過程中的500次循環測試都在未放完電的狀態下進行,如果電池組在進行完500次循環測試之前已經放完電,則應將電池按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,繼續進行上述循環測試。11系統保護電路安全要求注1:本章適用于自身不帶保護電路但在其充電器或由其供電的電子產品(含其配件)中帶有保護電路的電池組或電池。注2:本章的測試樣品為由上述電池或電池組供電的電子產品。注3:進行11.1、11.2測試時可使用電子負載等設備代替電池或電池組,進行11.3、11.4測試時可使用恒流恒壓源等設備代替電池或電池組;進行11.1、11.2和11.5測試時,可外接電子產品的電源或適配器,以保證其能夠工作。11.1充電電壓控制電子產品在正常工作條件及故障條件下均不應造成對電池或電池組的過壓充電。在電子產品正常工作條件及對其模擬任何元器件的單一故障條件下,分別測量其輸出的充電電壓的最大值。充電電壓值的最大值不應超過電池或電池組制造商的規定值,如無規定則不應超過其充電上限電壓(uup)。11.2充電電流控制電子產品在正常工作條件及故障條件下均不應造成對電池或電池組的過流充電。在電子產品正常工作條件及對其模擬任何元器件的單一故障條件下,分別測量其輸出的最大的充電電流。充電電流的最大值不應超過電池或電池組的最大充電電流(ICm)。11.3放電電壓控制電子產品在正常工作條件及故障條件下均不應造成對電池或電池組的欠壓放電。在電子產品正常工作條件及對其模擬任何元器件的單一故障條件下,分別測量其放電的最低電壓值。放電電壓的最小值不應低于電池或電池組的放電截止電壓(udo)。11.4放電電流控制電子產品在正常工作條件及故障條件下均不應造成對電池或電池組的過流放電。在電子產品正常工作條件及對其模擬任何元器件的單一故障條件下,分別測量其對恒流源放電的最大電流值。放電電流的最大值不應超過電池或電池組的最大放電電流(Idm)。11.5充放電溫度控制當溫度超出制造商規定的范圍時,電池應不能進行充放電。23GB31241—2022在樣品空電狀態下,將樣品置于溫度試驗箱中,當樣品達到TCm十4℃,并達到平衡后進行充電,電池應不能進行充電。在樣品空電狀態下,將樣品置于溫度試驗箱中,當樣品達到TCl—4℃,并達到平衡后進行充電,電池應不能進行充電。在樣品滿電狀態下,將樣品置于溫度試驗箱中,當樣品達到Tdm十4℃,并達到平衡后進行放電,電池應不能進行放電。在樣品滿電狀態下,將樣品置于溫度試驗箱中,當樣品達到Tdl—4℃,并達到平衡后進行放電,電池應不能進行放電。充放電行為停止時的溫度值不應超過電池或電池組所規定的允許的充放電溫度范圍。對于放電情況,可允許在超出電池或電池組所規定的允許的放電溫度范圍外以小于0.1It的電流進行放電。注1:放置在樣品溫度最不利點測量溫度。注2:空電是指樣品按照4.5.2進行放電。滿電是指樣品按照4.5.1進行充電。12一致性要求12.1一般要求一致性要求僅適用于下列類型的電池或電池組:a)自身帶保護電路的由多節電池/電池并聯塊串聯構成的電池組;b)自身不帶保護電路但在其充電器或由其供電的電子產品(含其配件)中帶有保護電路的由多節電池/電池并聯塊串聯構成的電池或電池組。對于構成上述電池或電池組每一節電池或電池并聯塊,應具有足夠的一致性。應滿足12.2的試驗要求。12.2試驗要求12.2.1單級電池過充保護將樣品按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,進行如下步驟,如圖5所示:a)使用負載對樣品中任意(n—1)只電池或電池并聯塊以推薦放電電流(Idr)放電至容量比此(n—1)只電池或電池并聯塊充滿電的容量低x%;b)對于自身帶保護電路的由多節電池/電池并聯塊串聯構成的電池組,以推薦充電電流(ICr)進行充電;對于自身不帶保護電路但在其充電器或由其供電的電子產品(含其配件)中帶有保護電路的由多節電池/電池并聯塊串聯構成的樣品,以制造商規定的方法進行充電。使樣品中任意一只電池或電池并聯塊的充電電壓超過其充電限制電壓,監測此電池或電池并聯塊的電壓U1和總電壓U2。充電至保護電路終止充電,保護電路動作時,U1應大于電池充電限制電壓,U2應小于電池組充電限制電壓。x優先值為10,可視試驗狀況,適當增大數值。試驗過程中保護系統符合保護策略發生不可恢復性的斷路也可判定為合格,例如:如果有其他保護動作(如壓差保護)導致b)無法進行,也可判定為滿足要求。注:n為電池組內電池或電池并聯塊的串聯級數。24GB31241—2022圖5單級電池過充示例12.2.2單級電池過放保護將樣品按照4.5.1規定的試驗方法充滿電后,進行如下步驟,如圖6所示:a)使用負載對樣品中任意一只電池或電池并聯塊以推薦放電電流(Idr)放電至容量比此只電池或電池并聯塊充滿電的容量低x%;b)使用負載對樣品以推薦放電電流(Idr)進行放電,使樣品中任意一只電池的放電電壓低于放電終止電壓,監測此電池或電池并聯塊的電壓U1和總電壓U2。放電至保護電路終止放電,保護電路動作時,U1應小于電池放電終止電壓,U2應大于電池組放電終止電壓。x優先值為10,可視試驗狀況,適當增大數值。試驗過程中保護系統符合保護策略發生不可恢復性的斷路也可判定為合格,例如:如果有其他保護動作(如壓差保護)導致b)無法進行,也可判定為滿足要求。注:n為電池組內電池或電池并聯塊的串聯級數。圖6單級電池過放示例25GB31241—2022附錄A(資料性)工作范圍示例A.1電壓管理設備對電池或電池組的充放電電壓不超過電池或電池組制造廠商規定的正常工作電壓范圍,單一電池組成的電池組相關電壓參數關系示例如圖A.1所示。設備對電池或電池組的充電保護電壓宜低于其安全電壓上限,放電保護電壓高于其放電截止電壓。一般情況下,各參數關系見公式(A.1)、公式(A.2)、公式(A.3)和公式(A.4)。U1≥U2≥U5≥U6…………(A.1)式中:U1—電池充電上限電壓;U2—電池充電限制電壓;U5—電池組充電限制電壓;U6—設備對電池/電池組的充電輸入電壓。U1≥U3≥U4≥U5≥U6…………(A.2)式中:U3—電池組充電上限電壓;U4—電池組過壓充電保護電壓。注1:電池充電限制電壓(U2)與電池組充電上限電壓(U3)不做比較。U7≥U8≥U11≥U12…………(A.3)式中:U7—放電切斷保護電壓,是指電池或電池組對設備供電的負載最低電壓;U8—電池組放電終止電壓;U11—電池放電終止電壓;U12—電池放電截止電壓。U7≥U8≥U9≥U10≥U12…………(A.4)式中:U9—電池組欠壓放電保護電壓;U10—電池組放電截止電壓。注2:電池組放電截止電壓(U10)與電池放電終止電壓(U11)不做比較。若電池或電池組的充電上限電壓或放電截止電壓與環境溫度緊密相關,設備宜控制對電池或電池組的充放電電壓不超出其在當前環境溫度下的充電上限電壓及放電截止電壓。26GB31241—2022圖A.1電壓管理示意圖A.2電流管理設備所用的電池或電池組的充/放電電流不超過電池或電池組的正常工作電流范圍,單一電池組成的電池組相關電流參數關系示例如圖A.2所示。設備對電池或電池組的最大充電電流宜低于電池或電池組所允許的最大充電電流,電池或電池組對設備的最大放電電流低于電池或電池組所允許的最大放電電流。一般情況下,各參數關系見公式(A.5)和公式(A.6)。I1≥I2≥I3≥I4…………(A.5)式中:I1—電池最大充電電流;I2—電池組過流充電保護電流;I3—電池組最大充電電流;I4—設備對電池/電池組的持續充電輸入電流。I5≤I6≤I7≤I8…………(A.6)式中:I5—電池/電池組對設備的持續放電負載電流;I6—電池組最大放電電流;I7—電池組過流放電保護電流;I8—電池最大放電電流。通常鋰離子電池的最大充電電流和最大放電電流能力與環境溫度緊密相關。設備宜能根據環境溫27GB31241—2022度調整電池或電池組的充放電電流,確保設備中的電池或電池組不超出其在當前環境溫度下的最大充電和放電電流。圖A.2電流管理示意圖A.3充電溫度管理設備對電池或電池組的充電溫度不超過電池或電池組的工作溫度范圍,如圖A.3所示,一般情況下,各參數關系見公式(A.7)和公式(A.8)。T1≥T2≥T3十ΔT1十ΔT2…………(A.7)式中:T1—電池上限充電溫度;T2—電池組上限充電溫度;T3—設備工作溫度上限;ΔT1—電池或電池組充電時自發熱導致的溫升;ΔT2—設備工作時其他元器件發熱導致的溫升。T4≥T5≥T6…………(A.8)式中:T4—設備工作溫度下限;T5—電池組下限充電溫度;T6—電池下限充電溫度。28GB31241—2022圖A.3充電溫度管理示意圖A.4放電溫度管理設備對電池或電池組的放電溫度不超過電池或電池組的工作溫度范圍,如圖A.4所示,一般情況下,各參數關系見公式(A.9)和公式(A.10)。T7≥T8≥T3十ΔT3十ΔT4…………(A.9)式中:T7—電池上限放電溫度;T8—電池組上限放電溫度;T3—設備工作溫度上限;ΔT3—電池或電池組放電時自發熱導致的溫升;ΔT4—設備工作時其他元器件發熱導致的溫升。T4≥T9≥T10…………(A.10)式中:T4—設備工作溫度下限;T9—電池組下限放電溫度;T10—電池下限放電溫度。若使用的電池或電池組在不同環境溫度下最大充電電流和充電限制電壓存在差異,設備的充電電路宜根據電池或電池組的溫度情況,控制充電電流與電壓不超過當前溫度下可接受的范圍。一般情況下,具有輔助加熱功能的產品,其工作溫度下限可低于電池或電池組的充/放電溫度下限,但需保證電池或電池組的工作溫度處于安全溫度范圍內;具有輔助制冷功能的產品,其工作溫度上限可高于電池或電池組的充/放電溫度上限,但需保證電池或電池組的工作溫度處于安全溫度范圍內。29GB31241—2022圖A.4放電溫度管理示意圖30GB31241—2022附錄B(規范性)試驗順序B.1電池安全型式試驗順序對電池進行第6章、第7章型式試驗按圖B.1的試驗順序進行。圖B.1電池安全型式試驗順序對符合適用條件的電池進行第11章試驗時,試驗順序不做規定。B.2電池組安全型式試驗順序B.2.1電池組環境安全試驗順序對電池組進行第8章型式試驗按圖B.2的試驗順序進行。圖B.2電池組環境安全試驗順序若有必要進行8.8試驗時應使用3個新樣品。對于非用戶更換型電池/電池組及其電子產品組成的整體樣品進行第8章試驗時的試驗順序同電池組的試驗順序。31GB31241—2022B.2.2電池組電安全試驗順序對電池組進行第9章、第10章及第11章的型式試驗按圖B.3的試驗順序進行。注:圖中實線為默認試驗順序,制造商可聲明使用虛線表示的可選試驗順序。圖B.3電池組電安全試驗順序對符合適用條件的電池組進行第11章試驗時,試驗順序不做規定。32GB31241—2022(規范性)測試設備和測量儀器C.1吞咽量規試驗工裝吞咽量規試驗(見5.3.2警示說明)的試驗工裝示意圖見圖C.1。單位為毫米圖C.1吞咽量規試驗工裝示意圖C.2燃燒噴射試驗工裝燃燒噴射試驗(見7.9)的試驗工裝示意圖見圖C.2。圖C.2燃燒試驗工裝33GB31241—2022在試驗平臺上鉆一直徑為100mm士2mm的圓孔,并在圓孔上放置一鋼絲網,鋼絲網的規格為金屬絲直徑0.45mm,目數20(如符合GB/T6005—2008中R20系