煤矿安全仪器仪表用锂离子蓄电池安全标志管理方案（暂行）

煤矿安全仪器仪表用锂离子蓄电池安全标志管理方案（暂行）
锂离子蓄电池具有体积小、质量轻等优点，倍受各生产企业、煤矿用户的青睐，但锂离子蓄电池的安全可靠性近年来也一直受到各界关注。为确保煤矿安全仪器仪表的整体安全性能，安标国家中心组织相关检测检验中心、锂电池生产企业、煤矿安全仪器仪表生产企业及有关高等院校的专家，对煤矿安全仪器仪表用锂离子蓄电池（以下简称锂电池）安全问题进行多次专题研究，在此基础上组织制订了《煤矿安全仪器仪表用锂离子蓄电池安全标志检验规范》（见附录）和本管理方案。
一、对采用锂电池的煤矿安全仪器仪表的基本要求
（一）生产企业应保证煤矿安全仪器仪表的整体安全性能，在产品的整体设计中应包括锂电池的安全设计。锂电池除具有内部保护电路外，应有外保护电路,具备防过充、防过放、过流、短路等功能；当采用电池组供电方式时，还应有均衡充电、均衡放电功能。
（二）锂电池（组）应具有防反接功能。
（三）锂电池（组）与外保护电路应分腔设置，以保证一旦锂电池内部爆炸时不至破坏外保护电路。
（四）生产企业应具备锂电池安全性能检测技术手段和外保护功能的检测能力。
（五）生产企业应选用符合国家标准或行业标准规定的锂电池，并应进行供方考核。每批锂电池入厂前均应依据《煤矿安全仪器仪表用锂离子蓄电池安全标志检验规范》进行抽样检验，合格方可使用。生产企业应将锂电池纳入关键零部件管理。
（六）采用锂电池的煤矿安全仪器仪表，必须在井上充电。对充电器有特殊要求时，生产企业应在产品说明书中明确说明。说明书中还需明确用户在更换锂电池时，必须采用同厂家同型号的产品。如保护电路与电池一起封装时，需由生产仪器仪表的企业负责更换。
（七）产品企业标准的技术要求中应明确锂电池（组）应符合GB3836.4-2000中7.4的各项规定，检验项目中应包括相应的项目。
（八）电池组的总容量为各单体电池容量的代数和。
二、安全标志管理的相关要求
（一）对使用锂电池的煤矿安全仪器仪表产品，技术审查应涉及与锂电池相关的所有安全要求；现场评审应对相关内容进行核实，对生产企业锂电池安全性能和外保护功能检测能力、管理制度及执行情况进行考核，并将检测能力作为否决项；产品检验应对与锂电池安全要求相关的检验项目进行检验，并在检验报告中有明确的描述（包括GB3836.4-2000中7.4的各项规定对应的检验项目）。
（二）停止采用钴酸锂电池的煤矿安全仪器仪表产品的安全标志审核发放，推荐煤矿安全仪器仪表使用锰酸锂蓄电池和磷酸铁锂蓄电池。
（三）根据锂电池的安全性能特点，对便携式煤矿安全仪器仪表用锂电池实施分级管理：
1．总容量小于（含）2Ah的锂电池（组）
生产企业提交煤矿安全仪器仪表安全标志申请材料时，需同时提交由国家认可的检测检验机构出具的锂电池检测检验合格报告，其检验依据应为GB/T18287-2000《蜂窝电话用锂离子电池总规范》或安全性能不低于其规定要求的其他国家标准或行业标准，即检验项目至少应包括GB/T18287-2000中4.8条款安全保护性能和4.9条款电池安全要求。
已取得安全标志的煤矿安全仪器仪表，生产企业需变更配用的锂电池时应确保煤矿安全仪器仪表的整体安全性能。
2．总容量大于2Ah的锂电池（组）
申请单位提交煤矿安全仪器仪表安全标志申请材料时，需同时提交由国家认可的检测检验机构出具的锂电池安全检测检验合格报告，其检验依据应为《煤矿安全仪器仪表用锂离子蓄电池安全标志检验规范》。安标国家中心抽样检验时，同时对锂电池抽样，并委托相关检测检验机构进行检验；核发安全标志时，在安全标志证书中标注锂电池型号规格和生产厂家，对于锂电池组，还应注明单体电池之间的连接方式。
3．将总容量大于2Ah锂电池（组）纳入安全标志受控部件管理。鉴于目前技术水平现状，锂电池（组）总容量原则上应在5Ah（含）以内。对已取得安全标志的煤矿安全仪器仪表，生产企业需变更配用的锂电池（组）时，应在安标国家中心备案。
（四）不推荐井下固定设备采用锂电池；必须采用时除满足上述要求外，还应将锂电池布置在独立的隔爆腔内，且保护电路与电池（组）分腔设置。
本方案自发布之日起执行。
附录：煤矿安全仪器仪表用锂离子电池安全性能检验规范（暂行）


二○○九年八月十八日





附录
煤矿安全仪器仪表用锂离子电池安全性能检验规范（暂行）
1 范围
本检验规范规定了煤矿安全仪器仪表用锂离子蓄电池的术语和定义、安全性能要求、试验方法及检验规则。
本检验规范适用于煤矿安全仪器仪表用锂离子蓄电池（以下简称电池）。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。
GB/T 2900.11-1988 蓄电池名词术语（eqv IEC 486：1986）
ISO/IEC 导则51 安全性部分-标准中包含的方针
3 术语和定义
GB/T 2900.11-1988和ISO/IEC导则51中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1锂离子蓄电池 lithium-ion battery
由一个或多个单体锂离子蓄电池及附件组合而成，并且可以作为电源使用的组合体。包括外壳、极端，并且可能含有电子保护装置。
3.2充电限制电压 limited charge voltage
按制造商规定，电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。
3.3终止电压 final voltage
规定放电终止时电池的负载端电压，其值由制造商规定。
3.4泄漏 leakage
可见的液体电解质的漏出。
3.5泄气 venting
电池中内部压力增加时，气体通过预先设计好的防爆装置释放出来。
3.6破裂 rupture
由于内部或外部因素引起电池壳体的机械损伤，导致内部物质暴露或溢出，但没有喷出。
3.7起火 fire
电池或电池组分伴有火焰燃烧。
3.8爆炸 explosion
电池的外壳猛烈破裂导致主要成分抛射出来。
3.9参考试验电流 reference test current
参考试验电流为5h率放电电流。
参考试验电流用安培（A）表示，I5A=C5Ah/5h。
4 安全性能要求
4.1 挤压
电池按5.3规定进行试验，应不起火、不爆炸。
4.2 热冲击
电池按5.4规定进行试验，应不起火、不爆炸。
4.3 过充电
电池按5.5规定进行试验，应不起火、不爆炸。
4.4 强制放电
电池按5.6规定进行试验，应不起火、不爆炸。
4.5 短路
电池按5.7规定进行试验，应不起火、不爆炸，电池的外表面温度不应高于150℃。
4.6 针刺
电池按5.8规定进行试验，应不起火、不爆炸，电池的外表面温度不应高于150℃。
4.7 重物冲击
电池按5.9规定进行试验，应不起火、不爆炸。
5 试验方法
5.1 试验条件
除非另有规定，本标准中各项试验应在以下大气条件下进行：
a)温度：15℃～35℃；
b)相对湿度：45%～75%；
c)大气压力：86kPa～106kPa。
d）下述试验是模拟电池在滥用情况下可能发生的安全性问题，试验应在有强制排风条件及防爆措施的装置内进行。
5.2 试验准备
除5.5、5.6外，试验前所有电池都要按制造商规定的方法充电，并在充电后24h以内进行试验。
b）若制造商未提供具体充电方法，应首先在20℃±5℃的环境温度下以I5A 电流将电池放电至终止电压。然后在20℃±5℃的环境温度下，以I5A电流充电，当电池端电压达到充电限制电压时，改为恒压充电，直到充电电流小于或等于0.1I5A，最长充电时间不大于8h。
c）若由多只单体电池组合的电池无法进行挤压、针刺、重物冲击试验时，可以在单只电池上进行。
d）安装电子保护装置的电池，进行试验时应拆除保护装置。
5.3 安全性能
5.3.1 挤压试验
将电池放置在挤压设备的两个挤压平面（其中一个挤压面的直径32mm）之间，逐渐增加压力至13kN,保持压力1min。
圆柱形或方形电池在接受挤压试验时，其纵轴要平行于挤压平面，垂直于挤压方向。方形电池最大面应垂直于挤压方向。每只电池只接受一次挤压试验。
5.3.2 热冲击试验
将电池放置于热箱中，温度以（5℃±2℃）/min的速率升温至130℃±2℃并保温30min,然后取出，恢复至室温。
5.3.3 过充电试验
试验应在20℃±5℃的环境温度下进行。电池先以I5A电流放电至终止电压，将电池置于通风橱中，连接电池正负极于直流电源，调节电源输出电流至15I5A，持续充电7h或电池端电压连续0.5h内不再增大。
内部安装可恢复式温度或过流保护装置以及电极不能承受大电流的电池，可选用不至于使该装置动作或电极损坏的最大电流对电池进行充电，持续充电时间不小于7h或电池端电压连续0.5h内不再增大。
5.3.4 强制放电试验
试验要求在20℃±5℃的环境温度下进行。电池以I5A电流放电至终止电压，然后以5I5A的电流对电池进行反向充电90min。
内部安装可恢复式温度或过流保护装置的电池，可选用不至于使该装置动作的最大电流对电池进行反向充电，直到电池的端电压低于0.2V。
5.3.5 短路试验
试验应分别在20℃±5℃和55℃±5℃的环境温度下进行。将接有热电偶的电池（热电偶的触点固定在电池大表面的中心部位）分别置于通风橱和高温箱中（进行55℃±5℃的短路试验的电池应先在高温箱中在55℃±5℃下保持1.5h～2h），短路其正负极，外部线路总电阻不大于100mΩ。直到电池负载端电压小于0.1V，并且电池表面温度恢复至不高于环境温度10℃时，结束试验。每种温度试验3只电池。
内部安装可恢复式温度或过流保护装置的电池，可选用阻值不至于使该装置动作的最大负载短路电池正负极。
5.3.6 针刺试验
试验应在20℃±5℃的环境温度下进行，将接有热电偶的电池（热电偶的触点固定在电池大表面上）置于通风橱中，用直径3mm的无蚀锈钢针以20mm/s～40mm/s的速度刺穿电池最大表面的中心位置，并保持1min，然后取出钢针，直到电池温度不再升高，结束试验。
5.3.7 重物冲击试验
电池放置于一平面上，将一Ф15.8mm的钢柱水平置于电池中心，钢柱的纵轴平行于平面，让重量9.1kg的重物从610mm高度自由落到电池中心上方的钢柱上。
圆柱形或方形电池在接受冲击试验时，其纵轴要平行于平面，垂直于钢柱的纵轴。方形电池的最长轴垂直于钢柱，最大面垂直于冲击方向。每只电池只接受一次冲击试验。
6 检验规则
检验的样本应从出厂检验合格的某个批或若干批中随机抽取。
检验的项目、要求、试验方法、样品数量应符合表1的规定。
表1
序号 检验项目 要求 试验方法 样品数量
1
安
全
性
能 挤压试验 4.1 5.3 3
2 热冲击试验 4.2 5.4 3
3 过充电试验 4.3 5.5 3
4 强制放电试验 4.4 5.6 3
5 短路试验 4.5 5.7 6
6 针刺试验 4.6 5.8 3
7 重物冲击试验 4.7 5.9 3
进行检验时,应按表1中规定的试验项目进行。在进行某一项试验时，如有一只样品不合格，即判该项不合格；如有一项试验不合格，即判检验不合格。在进行某一项试验时，如有样品不合格，影响到其他试验项目时，应使用备用样品进行其他项目的试验。