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[推荐][原创]蜂窝电话用锂离子电池国家标准介绍

蜂窝电话用锂离子电池国家标准介绍


贾 明 武 广 州 移 动 通 信 质 检 中 心 (广 州 510310)

新 的 蜂 窝 电 话 用 锂 离 子 电 池 国 家 标 准 今 年 7月 1日 起 就 要 执 行 , 广 大 企 业 急 切 想 了 解 新 国 标 与 原 有 的 行 标 有 何 不 同 ?本 文 对 此 问 题 作 了 较 详 尽 介 绍 和 说 明 , 对 贯 彻 标 准 具 有 指 导 意 义 。

蜂 窝 电 话 用 电 池 , 锂 离 子 电 池 , 标 准 比 较

去 年 年 底 发 布 的 蜂 窝 电 话 用 电 池 三 项 国 家 标 准 GB/T18287- 2000《 蜂 窝 电 话 用 锂 离 子 电 池 总 规 范 》 、 GB/T18288- 2000《 蜂 窝 电 话 用 金 属 氢 化 物 电 池 总 规 范 》 、 GB/T18289- 2000《 蜂 窝 电 话 用 镉 镍 电 池 总 规 范 》 , 7月 1日 起 就 要 执 行 了 。 作 为 参 与 标 准 起 草 的 单 位 之 一 , 为 配 合 企 业 贯 标 , 本 文 在 说 明 三 个 国 标 编 制 过 程 之 后 , 将 其 中 发 展 最 快 的 产 品 锂 离 子 电 池 国 家 标 准 GB/T18287首 先 在 这 里 作 一 介 绍 。

1、 蜂 窝 电 话 电 池 GB/T标 准 形 成 过 程

1.1 准 备 阶 段

1996年 原 邮 电 部 发 布 了 YD/T856《 移 动 通 信 手 持 机 电 源 技 术 要 求 和 试 验 方 法 》 行 标 , 这 个 行 标 在 维 护 市 场 秩 序 中 发 挥 了 积 极 作 用 , 但 执 行 中 普 遍 感 到 它 存 在 明 显 缺 陷 。 因 此 , 制 订 内 容 完 善 、 水 平 先 进 、 切 实 可 行 的 蜂 窝 电 话 电 池 国 标 , 成 为 广 大 生 产 企 业 的 强 烈 呼 声 。 1997年 5月 18日 , 20余 家 企 业 在 南 京 通 信 奥 运 大 会 上 发 起 倡 议 并 举 行 了 第 一 次 预 备 会 , 1997年 7月 在 京 召 开 的 数 字 通 信 专 家 讨 论 会 上 , 又 得 到 专 家 的 一 致 赞 成 , 接 着 , 成 立 工 作 组 , 1998年 实 现 了 在 国 家 标 准 化 工 作 计 划 中 列 项 , 国 家 质 量 技 术 监 督 局 以 (1998)072号 文 《 关 于 印 发 “ 一 九 九 八 年 制 修 订 国 家 标 准 计 划 增 补 项 目 ” 的 通 知 》 列 入 补 充 的 第 20、 21、 22三 项 制 标 计 划 之 中 , 至 此 完 成 了 标 准 编 制 的 准 备 阶 段 。

1.2 标 准 制 订 阶 段

为 克 服 YD/T856的 不 足 , 早 在 1997年 电 子 部 就 开 始 编 制 行 业 标 准 , 并 于 1998年 3月 正 式 发 布 了 SJ/T11194《 移 动 通 信 手 持 机 电 池 (金 属 氢 化 物 镍 电 池 )规 范 》 和 SJ/T11195《 移 动 通 信 手 持 机 电 池 (镉 镍 电 池 )规 范 》 两 个 行 标 ; 此 后 由 于 锂 离 子 电 池 的 快 速 发 展 , 邮 电 部 于 1999年 又 发 布 了 YD/T998《 移 动 通 信 手 持 机 用 锂 离 子 电 源 及 充 电 器 》 行 标 。 这 些 行 标 都 起 到 了 指 导 生 产 的 良 好 作 用 , 为 制 订 国 标 提 供 了 重 要 参 考 依 据 。 1999年 5月 18日 在 大 连 通 信 奥 运 上 , 国 标 工 作 组 召 开 了 第 二 次 预 备 会 , 明 确 了 市 场 经 济 条 件 下 办 国 标 的 方 针 。 6月 1日 , 归 口 单 位 信 息 产 业 部 电 子 标 准 化 研 究 所 项 目 办 召 开 起 草 工 作 会 议 , 进 入 标 准 编 制 阶 段 。 编 制 组 经 过 二 十 几 天 的 努 力 , 于 7月 30日 完 成 并 送 出 标 准 初 稿 , 向 有 关 专 家 、 企 业 和 检 验 机 构 征 求 意 见 。 8月 初 , 汇 总 并 处 理 所 提 意 见 , 在 此 基 础 上 起 草 徵 求 意 见 稿 , 于 8月 25日 至 28日 在 珠 海 开 会 讨 论 徵 求 意 见 稿 。 9月 , 汇 总 处 理 对 徵 求 意 见 稿 的 修 改 意 见 , 30日 完 成 送 审 稿 编 制 。 10月 7日 , 在 京 召 开 主 办 单 位 联 席 会 议 , 审 查 送 审 稿 和 其 他 文 件 , 并 为 进 行 函 审 作 准 备 。 10月 20日 , 归 口 及 组 织 单 位 发 出 送 审 稿 及 有 关 文 件 , 在 征 求 意 见 稿 讨 论 人 员 范 围 内 进 行 函 审 。 11月 25日 整 理 报 批 稿 及 报 批 文 件 , 报 送 电 子 标 准 化 研 究 所 审 查 。 12月 初 , 在 天 津 召 开 起 单 位 协 调 会 , 补 充 了 对 锂 离 子 电 池 的 安 全 要 求 。 接 着 , 在 厦 门 召 开 协 调 会 , 增 补 聚 合 物 锂 离 子 电 池 的 指 标 要 求 。 2000年 1月 , 上 报 信 息 产 业 部 主 管 部 门 审 查 批 准 。 2000年 4月 19日 在 京 召 开 160人 手 机 电 池 研 讨 会 , 下 半 年 主 管 部 门 组 织 全 国 电 池 标 委 会 对 报 批 稿 进 行 终 审 , 年 底 上 报 国 家 质 量 技 术 监 督 局 。 2001年 1月 13日 , 国 家 质 量 技 术 监 督 局 以 2001年 1号 “ 标 准 批 准 发 布 公 告 ” 公 布 了 蜂 窝 电 话 用 电 池 三 项 国 家 标 准 。 标 准 发 布 日 期 为 2000年 12月 28日 , 执 行 日 期 为 2001年 7月 1日 , 2月 交 印 , 3月 首 印 30份 样 本 。 目 前 全 国 各 企 业 都 在 等 待 国 标 的 正 式 出 版 发 行 , 各 地 的 标 准 宣 贯 工 作 即 将 进 入 高 潮 。 5月 底 在 京 召 开 宣 讲 大 会 , 4月 初 广 东 已 完 成 宣 贯 工 作 。

2、 锂 离 子 电 池 标 准 GB/T18287- 2000 与 YD/T998.1- 1999的 主 要 区 别

我 们 将 以 对 比 的 形 式 说 明 二 者 的 主 要 区 别

2.1 标 准 名 称

GB/T18287- 2000名 为 《 蜂 窝 电 话 用 锂 离 子 电 池 总 规 范 》 , 与 YD/T998.1- 1999《 移 动 通 信 手 持 机 用 锂 离 子 电 源 》 不 同 。

2.2 适 用 范 围

GB/T18287- 2000适 用 于 蜂 窝 电 话 , YD/T998- 1999适 用 范 围 广 泛 , 不 仅 用 于 蜂 窝 电 话 , 也 适 用 于 其 他 移 动 通 信 产 品 , 甚 至 非 移 动 通 信 产 品 也 可 参 考 执 行 , 这 就 是 它 命 名 为 电 源 的 原 因 ; YD/T1998.1- 1999在 蜂 窝 电 话 锂 电 池 方 面 被 GB/T18287- 2000代 替 后 , 在 其 他 领 域 或 许 还 有 用 。 新 国 标 尚 无 充 电 器 规 定 , 而 YD/T998.2是 锂 离 子 电 池 充 电 器 标 准 , 它 还 要 继 续 使 用 。

2.3 前 言

GB/T18287- 2000的 前 言 中 说 它 参 考 了 GB/T15844.2- 1995《 移 动 通 信 调 频 无 线 电 话 机 环 境 要 求 和 试 验 方 法 》 , 融 合 了 IEC61960(草 案 )的 技 术 要 求 。 这 在 YD/T998中 是 没 有 的 。 这 说 明 国 标 更 接 近 移 动 通 信 产 品 的 要 求 , 也 更 接 近 锂 离 子 单 体 电 池 的 最 新 要 求 。 为 什 么 参 考 了 GB/T15844.2- 1995?其 原 因 主 要 是 ETSI的 GSM11.10、 03.10建 议 、 ETS- SMG- TR GSM10.00标 准 和 TIA/EIA的 CDMA- IS97标 准 中 , 没 有 对 环 境 试 验 做 出 明 确 规 定 , 仅 仅 给 出 了 极 端 测 试 温 度 - 20℃ 和 + 55℃ , 行 标 YD/T884也 照 此 写 下 来 。 在 这 样 的 情 况 下 , 最 能 反 映 移 动 通 信 产 品 环 境 适 应 性 要 求 的 就 是 GB/T15844.2- 1995, GB/T15844.2- 1995针 对 移 动 通 信 调 频 产 品 制 订 了 一 套 完 整 的 环 境 试 验 项 目 和 试 验 方 法 , 虽 然 它 是 针 对 移 动 通 信 调 频 产 品 编 制 的 , 但 它 的 手 持 机 环 境 试 验 规 定 应 该 说 较 适 用 于 蜂 窝 移 动 电 话 , 因 为 它 们 的 使 用 环 境 、 重 量 、 尺 寸 接 近 。 并 且 它 也 有 关 于 手 持 机 电 池 的 某 些 要 求 。 标 准 是 不 断 发 展 的 , 以 后 有 了 蜂 窝 电 话 的 专 门 环 境 试 验 标 准 , 还 可 再 对 BG/T18287- 2000进 行 改 版 。

2.4 定 义

GB/T18287- 3规 定 : 终 止 电 压 为 n× 2.75V, 对 标 称 电 压 、 限 制 电 压 则 不 作 硬 性 规 定 。 YD/T998则 规 定 : 终 止 电 压 为 n× 2.5V, 标 称 电 压 为 3.6V/单 体 , 限 制 电 压 为 4.2V/单 体 。

为 何 有 此 不 同 呢 ?原 因 是 : 终 止 电 压 为 n× 2.75V更 合 乎 日 本 电 芯 和 其 他 国 家 公 司 的 标 准 , 也 必 须 统 一 终 止 电 压 , 否 则 其 他 指 标 无 从 谈 起 。 由 于 单 体 电 芯 的 标 称 电 压 和 充 电 限 制 电 压 因 正 负 极 材 料 不 同 并 不 完 全 相 同 , 故 组 装 电 池 不 能 强 求 统 一 , 国 标 对 标 称 电 压 和 充 电 限 制 电 压 不 作 硬 性 规 定 。
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2.5 外 观 技 术 要 求

GB/T18287- 4.1 a)增 加 : (电 池 金 属 )触 点 无 锈 蚀

GB/T18287- 4.1 b)/7.1(标 志 )增 加 : 产 品 上 还 应 标 注 充 电 限 制 电 压

GB/T18287- 4.1 b)/7.1(标 志 )增 加 : 邮 编

GB/T18287- 4.1 b)/7.1(标 志 )允 许 : 标 准 代 号 、 厂 址 、 邮 编 、 电 话 标 注 在 包 装 或 使 用 说 明 书 上 。

2.6 电 性 能 技 术 要 求 和 试 验 方 法

(1) 行 标 : 将 放 电 性 能 和 充 电 性 能 均 作 为 电 性 能 指 标 , 写 入 技 术 要 求 。

国 标 : 将 充 电 性 能 从 性 能 技 术 要 求 中 分 离 出 来 , 作 为 试 验 手 段 列 入 试 验 方 法 中 , 并 规 定 了 充 电 制 式 , 要 求 按 制 式 进 行 充 电 。 这 样 改 动 的 好 处 在 于 : ① 反 映 放 电 能 力 是 电 池 的 本 质 ; ② 防 止 出 现 充 电 性 能 合 格 而 放 电 性 能 不 合 格 的 现 象 发 生 , 避 免 误 导 用 户 。

(2) 行 标 : 快 放 : 1C5A放 电 到 终 止 电 压 , 放 电 时 间 不 低 于 0.9h(54min)。

国 际 4.2.2改 为 : 1C5A放 电 不 低 于 51min(0.85h)。

国 标 改 低 理 由 : 放 电 终 止 电 压 2.5V改 为 2.75V, 放 电 时 间 短 了 。

(3) 行 标 : 荷 电 保 持 能 力 : 放 电 时 间 不 低 于 4.5h。

国 标 4.5: 改 为 : 放 电 时 间 不 低 于 4.25h, 少 了 15min。

国 标 改 低 理 由 : 电 芯 密 封 性 能 不 一 致 和 电 芯 标 称 容 量 与 实 际 不 符 造 成 组 装 电 池 难 以 保 证 达 到 4.5h。

(4) 国 标 5.3.2.3明 确 规 定 : 电 量 检 查 可 以 作 5个 循 环 , 其 中 1次 0.2C5A放 电 达 到 4.2.1规 定 的 5h即 认 为 合 格 。 这 和 行 标 规 定 是 一 样 的 。 锂 离 子 电 池 无 记 忆 效 应 , 为 何 也 与 镉 镍 电池 有 相 同 规 定 ?这 主 要 因 为 电 芯 产 品 的 不 一 致 性 造 成 的 , 企 业 呼 声 强 烈 , 要 求 3个 产 品 标 准 在 此 问 题 上 尽 量 一 致 。

(5) 国 标 增 加 高 低 温 性 能 : ① 4.3/5.3.3: 高 温 性 能 : 以 1C5A或 0.2C5A充 电 结 束 后 , 将 电 池 放 入 55℃ ± 2℃ 的 高 温 箱 中 恒 温 2h, 以 1C5A放 电 到 终 止 电 压 , 放 电 时 间 不 低 于 51min。 ② 4.4/5.3.4: 低 温 性 能 : 以 1C5A或 0.2C5A充 电 结 束 后 , 将 电 池 放 入 - 20℃ ± 2℃ 的 低 温 箱 中 恒 温 16- 24h, 以 0.2C5A放 到 终 止 电 压 , 放 电 时 间 不 低 于 3h。

说 明 : 在 YD/T998中 , 4.7.1高 温 性 能 : 已 充 满 电 的 电 池 在 温 度 为 (65℃ ± 2℃ )条 件 下 经 受 2h试 验 后 , 外 观 应 符 合 4.2条 规 定 , 并 能 进 行 正 常 的 充 放 电 。 4.7.2低 温 性 能 : 已 充 满 电 的 电 源 在 温 度 (- 20℃ ± 3℃ )条 件 下 经 受 2h试 验 后 , 外 观 应 符 合 4.2条 规 定 , 并 能 进 行 正 常 的 充 放 电 。 5.9.1高 温 试 验 方 式 : a室 温 (20℃ ± 5℃ ), 正 常 大 气 条 件 下 对 样 品 进 行 外 观 自 测 检 查 , 并 按 表 1标 准 充 电 的 要 求 对 电 源 进 行 充 电 。 b按 GB2423.2- 89中 “ 试 验 Bb” 方 法 进 行 试 验 。 试 验 温 度 (65℃ ± 2℃ ), 持 续 时 间 2h。 以 0.5C5A电 流 放 电 , 测 试 电 池 端 电 压 应 不 小 于 (3.6× n)V。 c试 验 结 束 后 , 将 样 品 取 出 , 在 正 常 大 气 条 件 (20℃ ± 5℃ )下 , 搁 置 1到 2小 时 , 对 样 品 进 行 外 观 自 测 检 查 , 应 符 合 4.2条 规 定 。 d按 表 2标 准 放 电 要 求 进 行 放 电 , 放 电 时 间 应 符 合 表 2规 定 。 5.9.2低 温 试 验 方 法 : a同 5.9.1a,b按 GB2423.1- 89中 “ 试 验 Ab” 方 法 进 行 试 验 , 试 验 温 度 (- 20℃ ± 3℃ ), 持 续 时 间 2h, 以 0.5C5A电 流 放 电 , 测 试 电 池 端 电 压 应 不 小 于 (3.6× n)V, c同 5.9.1c,d同 5.9.1d。

GB/T18287和 YD/T998不 同 之 处 : ① 国 标 把 高 温 和 低 温 性 能 放 在 技 术 要 求 中 , 而 不 是 像 YD/T988放 在 环 境 试 验 中 , 90天 抽 查 一 次 , 充 分 表 明 对 电 池 高 温 性 能 和 低 温 性 能 的 重 视 , 这 是 正 确 的 。 如 果 放 在 环 境 试 验 中 , 半 年 作 一 次 , 不 能 及 时 发 现 电 池 的 温 度 特 性 尤 其 是 低 温 特 性 , 而 这 是 用 户 很 想 知 识 的 重 要 特 性 , 因 为 电 池 可 能 会 用 在 高 温 和 低 温 地 带 。 在 原 YD/T998标 准 中 , 没 有 对 高 温 和 低 温 试 验 周 期 作 出 明 确 的 规 定 。 ② 充 电 : 国 标 允 许 采 用 0.2C5A或 IC5A, 行 标 规 定 只 用 0.2C5A。 ③ 放 电 : 国 标 规 定 在 箱 内 55℃ 高 温 试 验 IC5A放 电 要 达 到 51min, 低 温 试 验 0.2C5A放 电 要 达 到 3h, 行 标 只 规 定 在 箱 内 以 0.5C5A放 电 时 检 查 电 压 达 到 (3.6× n)V, 不 检 查 容 量 , 恢 复 后 在 常 温 下 检 查 容 量 0.2C5A放 电 应 达 到 5h。

国 标 改 变 放 电 环 境 的 理 由 : ① 在 箱 内 检 查 容 量 使 试 验 更 加 严 格 ; ② 简 化 了 试 验 程 序 ; ③ 加 严 对 高 低 温 特 别 低 温 放 电 性 能 的 考 核 (低 温 试 验 时 间 由 2h增 加 到 16- 24h)。

(6) 国 标 增 加 对 聚 合 物 锂 离 子 电 池 规 定 : ① 高 温 试 验 与 液 体 锂 离 子 电 池 相 同 ; ② 低 温 试 验 改 为 - 10℃ ± 2℃ 下 16- 24h, 以 0.2C5A放 电 到 终 止 电 压 , 放 电 时 间 不 低 于 3.5h。

聚 合 物 锂 离 子 电 池 是 Lithium ion polymer的 中 文 名 称 , 用 LIP表 示 。 LIP电 池 是 一 种 高 分 子 聚 合 物 塑 料 电 池 , 目 前 由 于 国 内 工 艺 和 材 料 原 因 , 其 低 温 特 性 比 液 态 锂 稍 差 些 , 因 此 定 为 - 10℃ , 比 液 态 高 了 10℃ 。

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