Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11919-2:2017 (IEC 62133-2:2017) về Ngăn và pin/acquy thứ cấp chứa alkan hoặc chất điện phân không axit khác - Yêu cầu về an toàn đối với ngăn thứ cấp gắn kín xách tay và pin/acquy được chế tạo từ các ngăn này để sử dụng cho ứng dụng xách tay - Phần 2: Hệ thống pin/acquy lithium

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11919-2:2017

IEC 62133-2:2017

NGĂN VÀ PIN/ACQUY THỨ CẤP CHỨA ALKAN HOẶC CHẤT ĐIỆN PHÂN KHÔNG AXIT KHÁC - YÊU CẦU VỀ AN TOÀN ĐỐI VỚI NGĂN THỨ CẤP GẮN KÍN XÁCH TAY VÀ PIN/ACQUY ĐƯỢC CHẾ TẠO TỪ CÁC NGĂN NÀY ĐỂ SỬ DỤNG CHO ỨNG DỤNG XÁCH TAY - PHẦN 2: HỆ THỐNG PIN/ACQUY LITHIUM

Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Safety requirements for portable sealed secondary lithium cells, and for batteries made from them, for use in portable applications - Part 2: Lithium systems

Lời nói đầu

TCVN 11919-2:2017 hoàn toàn tương đương với IEC 62133-2:2017;

TCVN 11919-2:2017 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E1 Máy điện và khí cụ điện biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

NGĂN VÀ PIN/ACQUY THỨ CẤP CHỨA ALKAN HOẶC CHẤT ĐIỆN PHÂN KHÔNG AXIT KHÁC - YÊU CẦU VỀ AN TOÀN ĐỐI VỚI NGĂN THỨ CẤP GẮN KÍN XÁCH TAY VÀ PIN/ACQUY ĐƯỢC CHẾ TẠO TỪ CÁC NGĂN NÀY ĐỂ SỬ DỤNG CHO ỨNG DỤNG XÁCH TAY - PHẦN 2: HỆ THỐNG PIN/ACQUY LITHIUM

Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Safety requirements for portable sealed secondary lithium cells, and for batteries made from them, for use in portable applications - Part 2: Lithium systems

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu và thử nghiệm đối với hoạt động an toàn của ngăn acquy và acquy lithium thứ cấp xách tay gắn kín chứa chất điện phân không axit, trong sử dụng dự kiến và sử dụng sai dự đoán được.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn dưới đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu ghi năm công bố thì áp dụng các bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất (kể cả các sửa đổi).

TCVN 6844 (ISO/IEC Guide 51), Safety aspects - Guidelines for their inclusion in standards (Khía cạnh an toàn - Hướng dẫn đưa khía cạnh an toàn vào tiêu chuẩn)

IEC 60050-482:2004, International Electrotechnical Vocabulary - Part 482: Primary and secondary cells and batteries (Từ vựng kỹ thuật diện quốc tế - Phần 482: Ngăn và acquy sơ cấp và thứ cấp)

IEC 61960, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Secondary lithium cells and batteries for portable applications (Ngăn và acquy thứ cấp chứa alkan hoặc chất điện phân không axit khác - Ngăn và acquy lithium thứ cấp dùng cho ứng dụng xách tay)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa cho trong TCVN 6844 (ISO/IEC Guide 51), IEC 60050-482 và các thuật ngữ và định nghĩa dưới đây.

3.1

An toàn (safety)

Không có rủi ro không chấp nhận được.

3.2

Rủi ro (risk)

Kết hợp giữa xác suất xảy ra thiệt hại và độ khắc nghiệt của thiệt hại.

3.3

Thiệt hại (harm)

Bị thương hoặc tổn hại đến sức khỏe con người hoặc hư hại đến tài sản hoặc môi trường.

3.4

Mối nguy (hazard)

Nguồn thiệt hại tiềm ẩn.

3.5

Sử dụng dự kiến (intended use)

Sử dụng sản phẩm, quá trình hoặc dịch vụ theo các quy định kỹ thuật, hướng dẫn và thông tin do nhà cung cấp đưa ra.

3.6

Sử dụng sai dự đoán được (reasonably foreseeable misuse)

Sử dụng sản phẩm, quá trình hoặc dịch vụ theo cách không được dự kiến bởi nhà cung cấp nhưng có thể là kết quả của phản ứng dễ dàng dự đoán được của con người.

3.7

Ngăn thứ cấp (secondary cell)

Khối cơ bản được chế tạo để cung cấp nguồn điện bằng cách chuyển đổi trực tiếp từ hóa năng, khối này bao gồm các điện cực, tấm ngăn, chất điện phân, vật chứa và các đầu nối, được thiết kế để nạp điện được.

3.8

Acquy thứ cấp (secondary battery)

Cụm (các) ngăn thứ cấp có thể có các mạch điện an toàn và điều khiển kết hợp và vỏ, sẵn sàng để sử dụng như một nguồn điện được đặc trưng bởi điện áp, cỡ, bố trí đầu nối, dung lượng và khả năng phóng nạp.

CHÚ THÍCH: Acquy thứ cấp bao gồm cả acquy một ngăn.

3.9

Rò rỉ (leakage)

Việc thất thoát chất điện phân lỏng nhìn thấy được ngoài dự kiến.

3.10

Thông hơi (venting)

Việc xả áp suất thừa bên trong khỏi ngăn hoặc acquy theo cách dự kiến bởi thiết kế nhằm ngăn vỡ hoặc nổ.

3.11

Vỡ (rupture)

Hỏng cơ khí vật chứa của ngăn hoặc vỏ acquy do nguyên nhân bên trong hoặc bên ngoài, gây ra hở vật liệu hoặc tràn nhưng không có vật liệu bắn ra.

3.12

Nổ (explosion)

Hỏng xảy ra khi vật chứa của ngăn hoặc vỏ acquy bị nứt toác và các bộ phận chính bị văng ra ngoài.

3.13

Cháy (fire)

Phát ra ngọn lửa từ ngăn hoặc acquy.

3.14

Acquy xách tay (portable battery)

Acquy để sử dụng trong cơ cấu hoặc thiết bị thuận tiện cho việc mang vác bằng tay.

3.15

Ngăn xách tay (portable cell)

Ngăn được thiết kế để lắp ráp trong acquy xách tay.

3.16

Ngăn polyme lithium ion (lithium ion polymer cell)

Ngăn sử dụng chất điện phân polyme dạng gel hoặc chất điện phân polyme rắn mà không sử dụng chất điện phân lỏng.

3.17

Dung lượng danh định (rated capacity)

Giá trị dung lượng của ngăn hoặc acquy được xác định trong các điều kiện quy định và công bố bởi nhà chế tạo.

CHÚ THÍCH: Dung lượng danh định là đại lượng điện C5 Ah (ampe-giờ) do nhà chế tạo công bố mà một ngăn có thể cung cấp khi phóng điện ở dòng điện thử nghiệm chuẩn 0,2 l_t A đến điện áp cuối quy định, sau khi nạp, tích trữ và phóng trong các điều kiện quy định.

[NGUỒN: IEC 60050-482:2004, 482-03-15, có sửa đổi]

3.18

Dòng điện thử nghiệm chuẩn (reference test current)

l_t

Dòng điện nạp hoặc phóng biểu diễn bằng bội số của l_t A, trong đó l_t A = C₅ Ah/1 h, như định nghĩa trong IEC 61434 và trên cơ sở dung lượng danh định (C₅ Ah) của ngăn hoặc acquy.

3.19

Điện áp nạp giới hạn trên (upper limit charging voltage)

Điện áp nạp cao nhất trong vùng làm việc của ngăn, được quy định bởi nhà chế tạo.

3.20

Dòng điện nạp lớn nhất (maximum charging current)

Dòng điện nạp lớn nhất trong vùng làm việc của ngăn, được quy định bởi nhà chế tạo.

3.21

Ngăn cúc áo/Pin cúc áo (coin cell/button cell/coin battery)

Ngăn hoặc acquy nhỏ hình tròn trong đó chiều cao tổng nhỏ hơn đường kính.

[NGUỒN: IEC 60050-482:2004, 482-02-40, có sửa đổi]

3.22

Ngăn hình trụ (cylindrical cell)

Ngăn có dạng hình trụ trong đó chiều cao tổng thể bằng hoặc lớn hơn đường kính.

[NGUỒN: IEC 60050-482:2004, 482-02-39]

3.23

Ngăn hình lăng trụ (prismatic cell)

Ngăn có hình dạng hình hộp mà các mặt của nó có dạng hình chữ nhật.

CHÚ THÍCH 1: Các ngăn hình lăng trụ có thể có vỏ kim loại cứng hoặc vỏ là lớp màng mềm dẻo.

[NGUỒN: IEC 60050-482:2004, 482-02-38, có sửa đổi]

3.24

Kết nối song song các ngăn acquy (cell block/parallel connection)

Bố trí các ngăn hoặc acquy trong đó tất cả các đầu nối dương và tất cả các đầu nối âm tương ứng được nối với nhau.

[NGUỒN: IEC 60050-482:2004, 482-02-39, có sửa đổi]

3.25

An toàn chức năng (functional safety)

Phần của an toàn tổng thể phụ thuộc vào các khối chức năng và khối vật lý làm việc đúng theo đáp ứng với các đầu vào của nó.

[NGUỒN: IEC 60050-351:2013, 351-57-06]

3.26

Điện áp phóng điện cuối cùng (end-of-discharge voltage)

Điện áp quy định của acquy tại đó kết thúc giai đoạn phóng điện của acquy.

[NGUỒN: IEC 60050-482:2004, 482-02-30, có sửa đổi]

4  Dung sai của phép đo các tham số

Độ chính xác tổng thể của các giá trị được khống chế và được đo, liên quan đến các tham số quy định hoặc tham số thực tế, phải nằm trong phạm vi dung sai dưới đây:

a) ± 1 % đối với điện áp;

b) ± 1 % đối với dòng điện;

c) ± 2 °C đối với nhiệt độ;

d) ± 0,1 % đối với thời gian;

e) ± 1 % đối với kích thước;

f) ± 1 % đối với dung lượng.

Các dung sai này gồm độ chính xác kết hợp của các thiết bị đo, kỹ thuật đo được sử dụng và tất cả các nguồn sai số trong quy trình thử nghiệm.

Chi tiết về thiết bị đo được sử dụng phải được cung cấp trong báo cáo kết quả.

5  Lưu ý chung về an toàn

5.1  Quy định chung

An toàn của ngăn và acquy thứ cấp đòi hỏi lưu ý đến hai bộ điều kiện đặt sau:

1) sử dụng dự kiến;

2) sử dụng sai dự đoán được.

Ngăn và acquy phải được thiết kế và kết cấu sao cho chúng an toàn trong các điều kiện sử dụng dự kiến và sử dụng sai dự đoán được. Kỳ vọng là ngăn hoặc acquy khi bị sử dụng sai có thể không làm việc theo kinh nghiệm này. Tuy nhiên, chúng không được gây ra những mối nguy đáng kể. Cũng có thể kỳ vọng là các ngăn và acquy khi được sử dụng như dự kiến không chỉ an toàn mà còn phải tiếp tục hoạt động đúng chức năng trong tất cả các khía cạnh.

Các mối nguy tiềm ẩn được đề cập trong tiêu chuẩn này gồm:

- cháy,

- nổ,

- rò rỉ chất điện phân của ngăn;

- thoát khí,

- bỏng do nhiệt độ bên ngoài cao quá mức,

- nứt vỏ acquy để lộ ra các thành phần bên trong.

Kiểm tra sự phù hợp với 5.2 đến 5.7 đối với các ngăn và acquy không phải loại cúc áo có điện trở trong lớn hơn 3 Ω bằng cách xem xét, bằng các thử nghiệm trong Điều 7 và theo tiêu chuẩn thích hợp (xem Điều 2 và Bảng 1). Điện trở trong được đo theo Phụ lục D.

5.2  Cách điện và đi dây

Điện trở cách điện giữa đầu nối dương và các bề mặt kim loại để hở bên ngoài của acquy không kể các bề mặt tiếp xúc điện không được nhỏ hơn 5 MΩ ở 500 V một chiều khi được đo 60 s sau khi đặt điện áp.

Cách điện và đi dây bên trong cần đủ để chịu được các yêu cầu về dòng điện, điện áp và nhiệt độ lớn nhất dự kiến. Hướng đi dây cần sao cho duy trì đủ khe hở không khí và chiều dài đường rò giữa các dây dẫn. Sự liền mạch về cơ của các đấu nối bên trong cần đủ có tính đến các điều kiện sử dụng sai dự đoán được (tức là chỉ riêng chất hàn không được coi là biện pháp đấu nối tin cậy).

5.3  Thoát khí

Vỏ của acquy và các ngăn phải có cơ cấu xả áp hoặc phải có kết cấu sao cho chúng sẽ xả áp suất thừa bên trong ở giá trị và tốc độ để ngăn nứt, nổ và tự mồi cháy. Nếu sử dụng vỏ bọc để đỡ các ngăn trong vỏ bên ngoài thì kiểu vỏ bọc này và phương pháp bọc không được làm cho acquy quá nhiệt trong hoạt động bình thường cũng như không cản trở việc xả áp suất.

5.4  Quản lý nhiệt độ, điện áp và dòng điện

Thiết kế acquy phải sao cho ngăn ngừa được các tình trạng tăng nhiệt không bình thường. Acquy phải được thiết kế nằm trong các giới hạn về nhiệt độ, điện áp và dòng điện như quy định bởi nhà chế tạo ngăn. Acquy phải có các quy định kỹ thuật và hướng dẫn nạp đối với nhà chế tạo thiết bị sao cho các bộ nạp quy định được thiết kế để duy trì nạp trong các dải nhiệt độ, điện áp và dòng điện quy định.

5.5  Tiếp xúc đầu nối

Cỡ và hình dạng tiếp xúc của các đầu nối phải đảm bảo rằng chúng có thể mang dòng điện lớn nhất dự kiến. Các bề mặt tiếp xúc bên ngoài của đầu nối phải được tạo thành từ các vật liệu dẫn điện có độ bền cơ tốt và khả năng chịu ăn mòn tốt. Các tiếp điểm của đầu nối phải được bố trí sao cho giảm thiểu rủi ro ngắn mạch.

5.6  Lắp ráp các ngăn thành acquy

5.6.1  Quy định chung

Mỗi acquy cần có cơ cấu điều khiển và bảo vệ độc lập đối với dòng điện, điện áp, nhiệt độ và tham số khác cần thiết để an toàn và giữ cho các ngăn nằm trong vùng làm việc của nó. Tuy nhiên, bảo vệ này có thể được cung cấp bên ngoài acquy ví dụ như trong bộ nạp hoặc thiết bị cuối. Nếu bảo vệ nằm bên ngoài acquy, nhà chế tạo acquy phải cung cấp thông tin liên quan đến an toàn cho nhà chế tạo thiết bị bên ngoài này để thực hiện.

Nếu có nhiều hơn một acquy nằm trong một vỏ bọc acquy thì mỗi acquy cần có mạch bảo vệ mà có thể duy trì các ngăn trong vùng làm việc của chúng.

Các nhà chế tạo ngăn phải quy định các giới hạn dòng điện, điện áp và nhiệt độ sao cho nhà chế tạo/người thiết kế acquy có thể đảm bảo thiết kế và lắp ráp đúng (xem Phụ lục A).

Acquy được thiết kế để phóng điện có chọn lọc trong một phần của các ngăn nối nối tiếp của chúng phải có mạch ngăn việc hoạt động của các ngăn nằm ngoài dải các giới hạn quy định bởi nhà chế tạo ngăn.

Các thành phần mạch điện bảo vệ cần được bổ sung khi thích hợp và cần lưu ý đến ứng dụng của thiết bị cuối cùng. Nhà chế tạo acquy cần cung cấp các phân tích an toàn của mạch an toàn của acquy với báo cáo thử nghiệm có các phân tích sự cố của mạch bảo vệ trong các điều kiện nạp và điều kiện phóng để khẳng định sự phù hợp.

5.6.2  Khuyến cáo về thiết kế

Điện áp của từng ngăn hoặc từng khối ngăn gồm các ngăn nối song song không được vượt quá giới hạn trên của điện áp nạp quy định trong Bảng 2, ngoại trừ trường hợp khi thiết bị điện tử xách tay hoặc thiết bị tương tự có chức năng tương đương.

Các nội dung dưới đây cần được xem xét ở mức acquy và bởi người thiết kế thiết bị.

- Đối với acquy gồm một ngăn hoặc một khối ngăn, điện áp nạp của ngăn không nên vượt quá giới hạn trên của điện áp nạp quy định trong Bảng 2.

- Đối với acquy gồm các ngăn nối nối tiếp hoặc các khối ngăn nối nối tiếp, điện áp của một ngăn bất kỳ trong các ngăn hoặc khối ngăn đó không nên vượt quá giới hạn trên của điện áp nạp quy định trong Bảng 2 bằng cách giám sát điện áp của từng ngăn hoặc khối ngăn.

- Đối với acquy gồm các ngăn nối song song hoặc các khối ngăn nối nối tiếp, nên dừng việc nạp khi giới hạn trên của điện áp nạp bị vượt quá đối với một ngăn hoặc khối ngăn bất kỳ bằng cách đo điện áp của từng ngăn hoặc từng khối ngăn.

- Đối với acquy gồm các ngăn nối nối tiếp hoặc các khối ngăn nối nối tiếp, điện áp nạp danh nghĩa không được coi là bảo vệ quá nạp.

- Đối với acquy gồm các ngăn nối nối tiếp hoặc các khối ngăn nối nối tiếp, các ngăn cần có dung lượng phù hợp với nhau, có thiết kế giống nhau, hóa chất giống nhau và từ cùng nhà sản xuất.

- Ngăn hoặc khối ngăn không nên cho phóng điện quá điện áp cuối quy định của nhà chế tạo ngăn.

- Đối với acquy gồm các ngăn nối nối tiếp hoặc các khối ngăn nối nối tiếp, cần có mạch cân bằng ngăn trong hệ thống quản lý acquy.

5.6.3  Bảo vệ cơ khí cho các ngăn và các thành phần của acquy

Bảo vệ cơ khí cho các ngăn, đấu nối các ngăn và mạch điều khiển trong acquy cần được cung cấp để tránh hư hại do sử dụng dự kiến và sử dụng sai dự đoán được. Bảo vệ cơ khí có thể được cung cấp bởi vỏ acquy hoặc có thể được cung cấp bởi vỏ bọc của sản phẩm cuối đối với các acquy được thiết kế để nằm trong sản phẩm cuối.

Vỏ acquy và các khoang chứa các ngăn acquy cần được thiết kế để cho phép các dung sai kích thước của ngăn trong quá trình nạp và phóng điện như khuyến cáo của nhà chế tạo ngăn.

Đối với các acquy được thiết kế để tạo thành sản phẩm cuối cùng loại xách tay, thử nghiệm với acquy được lắp bên trong thiết bị cuối cần được xem xét khi thực hiện các thử nghiệm về cơ.

5.7  Kế hoạch chất lượng

Nhà chế tạo phải chuẩn bị và thực hiện kế hoạch chất lượng xác định các quy trình để kiểm tra vật liệu, thành phần, ngăn và acquy và kể cả toàn bộ quá trình sản xuất của từng ngăn hoặc acquy. Nhà chế tạo cần hiểu năng lực quá trình của họ và cần xây dựng các điều khiển quá trình cần thiết vì sẽ liên quan đến an toàn của sản phẩm.

5.8  Các thành phần an toàn của acquy

Xem Phụ lục F.

6  Thử nghiệm điển hình và cỡ mẫu

Các thử nghiệm được thực hiện với số lượng ngăn hoặc acquy quy định trong Bảng 1 sử dụng các ngăn hoặc acquy được chế tạo không quá 6 tháng. Điện trở trong của các ngăn cúc áo phải được đo theo Phụ lục D. Các ngăn cúc áo có điện trở trong nhỏ hơn hoặc bằng 3 Ω phải được thử nghiệm theo Bảng 1. Nếu không có quy định khác, các thử nghiệm phải được thực hiện trong nhiệt độ môi trường là 20 °C ± 5 °C.

CHÚ THÍCH: Các điều kiện thử nghiệm chỉ dùng cho thử nghiệm điển hình và không có nghĩa là sử dụng dự kiến bao gồm hoạt động trong các điều kiện này. Tương tự, giới hạn sáu tháng được đưa vào để có sự nhất quán và không có nghĩa là an toàn của acquy bị giảm sau sáu tháng.

Bảng 1 - Cỡ mẫu cho thử nghiệm điển hình

Phân tích an toàn trong 5.6.1 cần nhận biết các thành phần nào của mạch bảo vệ là quan trọng đối với bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá nạp và bảo vệ phóng quá mức. Khi thực hiện thử nghiệm ngắn mạch, cần xem xét mô phỏng điều kiện sự cố đơn bất kỳ có nhiều khả năng xảy ra trong mạch bảo vệ mà có thể sẽ ảnh hưởng đến thử nghiệm ngắn mạch.

7  Yêu cầu cụ thể và thử nghiệm

7.1  Quy trình nạp đối với mục đích thử nghiệm

7.1.1  Quy trình thử nhất

Quy trình nạp này áp dụng cho các điều không được quy định trong 7.1.2.

Nếu không được quy định khác trong tiêu chuẩn này, quy trình nạp đối với mục đích thử nghiệm được tiến hành trong nhiệt độ môi trường là 20 °C ± 5 °C, sử dụng phương pháp do nhà chế tạo công bố.

Trước khi nạp điện, acquy phải được phóng điện ở 20 °C ± 5 °C và với dòng điện không đổi 0,2 l_t A xuống đến điện áp cuối quy định.

7.1.2  Quy trình thứ hai

Quy trình nạp này chỉ áp dụng cho 7.3.1, 7.3.4, 7.3.5 và 7.3.9.

Sau khi ổn định trong 1 h và 4 h tương ứng ở nhiệt độ môi trường của nhiệt độ thử nghiệm cao nhất và nhiệt độ thử nghiệm thấp nhất, như quy định trong Bảng 2, các ngăn được nạp bằng cách sử dụng điện áp nạp giới hạn trên và dòng điện nạp lớn nhất, cho đến khi dòng điện nạp được giảm xuống còn 0,05 l_t A, sử dụng phương pháp nạp với điện áp không đổi.

Bảng 2 - Điều kiện của quy trình nạp

Xem Hình A.1 và Hình A.2 đối với ví dụ của vùng làm việc cho nạp và phóng điện. Xem Bảng A.1 đối với danh mục các hóa chất lithium ion và các ví dụ về tham số vùng làm việc.

7.2  Sử dụng dự kiến

7.2.1  Nạp liên tục ở điện áp không đổi (các ngăn)

a) Yêu cầu

Nạp liên tục ở điện áp không đổi không được gây rò rỉ, cháy hoặc nổ.

b) Thử nghiệm

Các ngăn được nạp đầy đủ được cho nạp trong 7 ngày sử dụng phương pháp nạp đối với dòng điện và điện áp tiêu chuẩn quy định bởi nhà chế tạo ngăn.

c) Tiêu chí chấp nhận

Không cháy, không nổ, không rò rỉ.

7.2.2  Ứng suất vỏ bọc ở nhiệt độ môi trường cao (acquy)

a) Yêu cầu

Các thành phần bên trong của acquy không được hở ra ngoài trong quá trình sử dụng ở nhiệt độ cao. Yêu cầu này chỉ áp dụng cho các acquy có vỏ được đúc.

b) Thử nghiệm

Acquy được nạp đầy, theo quy trình thứ nhất trong 7.1.1, được đặt trong nhiệt độ cao vừa để đánh giá độ bền của vỏ. Acquy được đặt trong lò lưu thông không khí ở nhiệt độ 70 °C ± 2 °C. Acquy được đặt trong lò trong 7 h sau đó được lấy ra và đưa trở về nhiệt độ phòng.

c) Tiêu chí chấp nhận

Không méo vật lý vỏ acquy gây hở các thành phần bảo vệ bên trong và các ngăn.

7.3  Sử dụng sai dự đoán được

7.3.1  Ngắn mạch bên ngoài (ngăn)

a) Yêu cầu

Ngắn mạch của các đầu nối dương và âm của ngăn ở nhiệt độ cao không được gây cháy hoặc nổ.

b) Thử nghiệm

Nạp đầy từng ngăn theo quy trình thứ hai trong 7.1.2. Để ở nhiệt độ môi trường 55 °C ± 5 °C. Sau ổn định trong 1 h đến 4 h và trong khi vẫn giữ ở nhiệt độ môi trường 55 °C ± 5 °C, ngăn được ngắn mạch bằng cách nối các đầu nối dương và âm với điện trở tổng bên ngoài là 80 mΩ ± 20 mΩ. Ngăn được giữ trong thử nghiệm trong 24 h hoặc cho đến khi nhiệt độ bề mặt giảm xuống 20 % độ tăng nhiệt lớn nhất, chọn thời điểm nào xảy ra trước.

c) Tiêu chí chấp nhận

Không cháy, không nổ.

7.3.2  Ngắn mạch bên ngoài (acquy)

a) Yêu cầu

Ngắn mạch của các đầu nối dương và âm của ngăn ở nhiệt độ cao không được gây cháy hoặc nổ.

b) Thử nghiệm

Acquy được nạp đầy theo quy trình trong 7.1.1 rồi được để ở nhiệt độ môi trường 20 °C ± 5 °C. Sau đó, acquy được ngắn mạch bằng cách nối các đầu nối dương và âm với điện trở tổng bên ngoài là 80 mΩ  ± 20 mΩ. Acquy được giữ trong thử nghiệm trong 24 h hoặc cho đến khi nhiệt độ bề mặt giảm xuống 20 % độ tăng nhiệt lớn nhất, chọn thời điểm nào xảy ra trước. Tuy nhiên, trong trường hợp giảm nhanh dòng điện ngắn mạch, acquy cần giữ trong thử nghiệm thêm một giờ nữa sau khi dòng điện đạt đến tình trạng ổn định thấp. Điều này thường liên quan đến điều kiện trong đó điện áp trên mỗi ngăn (chỉ các ngăn nối tiếp) của acquy thấp hơn 0,8 V và được giảm ít hơn 0,1 V trong 30 min.

Sự cố đơn trong mạch bảo vệ phóng điện cần được thực hiện trên một đến bốn (tùy thuộc bảo mạch bảo vệ) trong năm mẫu trước khi thực hiện thử nghiệm ngắn mạch. Sự cố đơn áp dụng cho các bộ phận thành phần bảo vệ như MOSFET (transito hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại), cầu chảy, bộ điều nhiệt hoặc nhiệt điện trở có hệ số dương (PTC).

CHÚ THÍCH: Ví dụ về các điều kiện sự cố đơn trong mạch bảo vệ phóng điện có thể gồm nối tắt qua MOSFET phóng điện hoặc qua cầu chảy hoặc các thiết bị bảo vệ khác. Thiết bị bảo vệ nhận thấy cần đáp ứng các yêu cầu của các tiêu chuẩn như nêu trong Phụ lục F hoặc mạch điện tử được đánh giá an toàn chức năng không phải chịu các điều kiện sự cố đơn.

c) Tiêu chí chấp nhận

Không cháy, không nổ.

7.3.3  Rơi tự do

a) Yêu cầu

Các ngăn hoặc acquy bị rơi (ví dụ từ trên bàn thử nghiệm) không được gây cháy hoặc nổ.

b) Thử nghiệm

Thử nghiệm rơi tự do được thực hiện ở nhiệt độ môi trường 20 °C ± 5 °C, bằng cách sử dụng các ngăn hoặc acquy được nạp điện đến trạng thái nạp đầy, theo quy trình thứ nhất trong 7.1.1. Mỗi ngăn hoặc acquy được để rơi ba lần tự độ cao 1,0 m lên sàn bê tông phẳng hoặc sàn kim loại phẳng. Các ngăn hoặc acquy được để rơi sao cho đạt được các va đập theo hướng ngẫu nhiên. Sau thử nghiệm, ngăn hoặc acquy phải được để nghỉ trong 1 h sau đó thực hiện kiểm tra bằng cách xem xét.

c) Tiêu chí chấp nhận

Không cháy, không nổ.

7.3.4  Nhiệt quá mức (các ngăn)

a) Yêu cầu

Nhiệt độ rất cao không được gây ra cháy hoặc nổ.

b) Thử nghiệm

Từng ngăn được nạp đầy, theo quy trình thứ hai trong 7.1.2, được đặt trong lò có hút khí hoặc trong lò có lưu thông không khí bằng đối lưu, ở nhiệt độ môi trường 20 °C ± 5 °C, trong 1 h. Nhiệt độ của lò được tăng lên với tốc độ 5 °C/min ± 2 °C/min đến nhiệt độ 130 °C ± 2 °C. Ngăn được giữ ở nhiệt độ này trong 30 min trước khi kết thúc thử nghiệm.

c) Tiêu chí chấp nhận

Không cháy, không nổ.

7.3.5  Nén (các ngăn)

a) Yêu cầu

Nén mạnh các ngăn không được gây ra cháy hoặc nổ.

b) Thử nghiệm

Từng ngăn được nạp đầy, theo quy trình thứ hai trong 7.1.2 ở nhiệt độ nạp giới hạn trên, được chuyển ngay và nén giữa hai bề mặt phẳng ở nhiệt độ môi trường. Lực nén được đặt bằng cơ cấu tạo ra lực 13 kN ± 0,78 kN. Một khi lực lớn nhất được đặt vào hoặc điện áp rơi đạt đến một phần ba điện áp ban đầu thì không đặt lực nữa.

Ngăn hình trụ hoặc hình lăng trụ được nén với trục dọc song song với các bề mặt phẳng của thiết bị nén. Thử nghiệm chỉ đặt lên cạnh rộng của các ngăn hình lăng trụ.

Ngăn cúc áo được nén bằng cách đặt lực lên bề mặt phẳng của nó.

c) Tiêu chí chấp nhận

Không cháy, không nổ.

7.3.6  Quá nạp acquy

a) Yêu cầu

Việc nạp acquy trong thời gian dài hơn thời gian do nhà chế tạo quy định không được gây ra cháy hoặc nổ.

b) Thử nghiệm

Thử nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ môi trường là 20 °C ± 5 °C. Mỗi acquy thử nghiệm phải được phóng điện ở dòng điện không đổi 0,2 l_t A xuống đến điện áp phóng cuối do nhà chế tạo quy định. Sau đó các acquy mẫu phải được nạp ở dòng điện không đổi 2,0 l_t A, sử dụng điện áp nguồn bằng:

- 1,4 lần điện áp nạp giới hạn trên cho trong Bảng A.1 (nhưng không vượt quá 6,0 V) đối với các acquy một ngăn/acquy có các ngăn nối song song, hoặc

- 1,2 lần điện áp nạp giới hạn trên cho trong Bảng A.1 trên mỗi ngăn đối với acquy có nhiều ngăn được nối nối tiếp với nhau, và

- cần thiết để duy trì dòng điện 2,0 l_t A trong suốt thời gian thử nghiệm hoặc cho đến khi đạt đến điện áp nguồn.

Phải gắn nhiệt ngẫu vào từng acquy thử nghiệm.

Đối với các acquy có vỏ, nhiệt độ phải được đo trên vỏ acquy. Thử nghiệm phải được tiếp tục cho đến khi nhiệt độ của vỏ bên ngoài đạt đến trạng thái ổn định (sự thay đổi nhỏ hơn 10 °C được đo trong thời gian 30 min) hoặc quay trở lại nhiệt độ môi trường.

c) Tiêu chí chấp nhận

Không cháy, không nổ.

7.3.7  Phóng điện cưỡng bức (ngăn)

a) Yêu cầu

Ngăn phải chịu được sự đảo ngược cực tính mà không gây cháy hoặc nổ. Cho phép sử dụng thiết bị bảo vệ trong acquy hoặc hệ thống.

b) Thử nghiệm

Phóng điện một ngăn acquy đến điện áp phóng giới hạn dưới quy định bởi nhà chế tạo ngăn.

Ngăn acquy đã phóng điện được cho chịu phóng điện cưỡng bức ở dòng điện l_t A đến giá trị âm của điện áp nạp giới hạn trên. Tổng thời gian cho thử nghiệm phóng điện cưỡng bức là 90 min.

Nếu điện áp phóng điện đạt đến giá trị âm của điện áp nạp điện giới hạn trên trong thời gian thử nghiệm thì điện áp phải được giữ ở giá trị âm của điện áp nạp điện giới hạn trên bằng cách giảm dòng điện trong phần thời gian còn lại của thử nghiệm. (Trường hợp 1 của Hình 1)

Nếu điện áp phóng điện không đạt đến giá trị âm của điện áp nạp điện giới hạn trên trong thời gian thử nghiệm thì thử nghiệm phải được kết thúc ở cuối thời gian thử nghiệm. (Trường hợp 2 của Hình 1)

c) Tiêu chí chấp nhận

Không cháy, không nổ.

CHÚ THÍCH: Các đường cong thể hiện trên Hình 1 chỉ là các ví dụ về đường cong (ngoại trừ các đường thẳng nằm ngang) có thể không phải tuyến tính hoặc đường thẳng.

Hình 1 - Đồ thị thời gian phóng điện cưỡng bức

7.3.8  Các thử nghiệm cơ khí (acquy)

7.3.8.1  Rung

a) Yêu cầu

Rung xảy ra trong vận chuyển và sử dụng không được gây rò rỉ, cháy hoặc nổ.

b) Thử nghiệm

Thử nghiệm acquy, được nạp đầy theo quy trình nạp trong 7.1.1, phải được gắn chắc chắn vào sàn của máy tạo rung mà không làm biến dạng chúng theo cách để truyền rung động chính xác. Acquy thử nghiệm phải chịu rung hình sin theo Bảng 3. Chu kỳ này phải được lặp lại 12 lần trong tổng thời gian xấp xỉ 3 h đối với mỗi vị trí trong ba vị trí vuông góc với nhau. Mỗi hướng phải vuông góc với mặt đầu nối.

c) Tiêu chí chấp nhận

Không cháy, không nổ, không nứt, không rò rỉ hoặc thoát khí.

Bảng 3 - Điều kiện thử nghiệm rung

7.3.8.2  Xóc cơ khí

a) Yêu cầu

Xóc xảy ra trong vận chuyển và sử dụng không được gây rò rỉ, cháy hoặc nổ. Thử nghiệm này mô phỏng sự di chuyển nặng tay trong quá trình vận chuyển và sử dụng.

b) Quy trình thử nghiệm

Thử nghiệm acquy, được nạp đầy theo quy trình nạp trong 7.1.1, phải được gắn chắc chắn vào máy thử nghiệm bằng tấm lắp ráp cứng vững mà sẽ đỡ toàn bộ các bề mặt lắp đặt của từng acquy thử nghiệm. Mỗi acquy thử nghiệm phải chịu ba lần xóc theo từng hướng trong ba vị trí lắp đặt vuông góc với nhau của acquy trong tổng số 18 lần xóc. Đối với từng lần xóc, phải áp dụng các tham số được cho trong Bảng 4.

c) Tiêu chí chấp nhận

Không được có rò rỉ, thoát khí, nứt, nổ và cháy trong quá trình thử nghiệm.

Bàng 4 - Tham số xóc

7.3.9  Đánh giá thiết kế - Ngắn mạch cưỡng bức bên trong (các ngăn)

a) Yêu cầu

Thử nghiệm ngắn mạch cưỡng bức bên trong đối với các ngăn hình trụ và ngăn hình lăng trụ không được gây ra cháy. Nhà chế tạo các ngăn phải giữ hồ sơ đáp ứng các yêu cầu này. Việc đánh giá thiết kế mới phải được thực hiện bởi nhà chế tạo ngăn hoặc tổ chức thử nghiệm bên thứ ba.

CHÚ THÍCH: Đây là thử nghiệm cụ thể của từng quốc gia mà chỉ được áp dụng ở Pháp, Nhật, Hàn Quốc và Thụy Sỹ và không yêu cầu trên các ngăn polyme lithium ion.

b) Thử nghiệm

Thử nghiệm ngắn mạch cưỡng bức bên trong được thực hiện trong phòng theo quy trình sau.

1) Số lượng mẫu

Thử nghiệm này phải được thực hiện trên năm ngăn lithium ion ở mỗi nhiệt độ thử nghiệm.

2) Quy trình nạp

i) ổn định nạp và phóng điện

Mẫu phải được nạp ở 20 °C ± 5 °C theo khuyến cáo của nhà chế tạo. Sau đó mẫu được phóng ở 20 °C ± 5 °C, ở dòng điện không đổi 0,2 l_t A, xuống điện áp cuối do nhà chế tạo quy định.

ii) Quy trình bảo quản

Ngăn thử nghiệm phải được bảo quản trong 1 h đến 4 h ở nhiệt độ môi trường như quy định trong Bảng 5.

iii) Nhiệt độ môi trường

Bảng 5 - Nhiệt độ môi trường dùng cho thử nghiệm ngăn^a

iv) Quy trình nạp đối với thử nghiệm ngắn mạch cưỡng bức bên trong

Ngăn thử nghiệm phải được nạp ở nhiệt độ môi trường như quy định trong Bảng 5, ở điện áp nạp giới hạn trên ở dòng điện không đổi do nhà chế tạo quy định. Trong trường hợp đạt đến điện áp nạp giới hạn trên, tiếp tục nạp ở điện áp không đổi cho đến khi dòng điện nạp giảm xuống còn 0,05 l_t A.

3) Ấn miếng niken vào lõi cuộn dây

Cần một tủ có điều khiển nhiệt độ và thiết bị ấn đặc biệt cho thử nghiệm.

Phần chuyển động của thiết bị ấn phải có khả năng di chuyển ở tốc độ không đổi và được dừng lại ngay khi phát hiện có ngắn mạch bên trong.

i) Chuẩn bị thử nghiệm

A Nhiệt độ của tù được điều khiển như quy định trong Bảng 5. Hướng dẫn chuẩn bị mẫu được cho trong Điều A.5, Hình A.6 và Hình A.9. Đặt túi nhôm có chứa lõi cuộn dây và miếng niken vào tủ trong 45 min ± 15 min.

B Lấy lõi cuộn dây ra khỏi bao gói gắn kín và gắn các đầu nối để đo điện áp và (các) nhiệt ngẫu để đo nhiệt độ lên bề mặt của lõi cuộn dây. Đặt lõi cuộn dây dưới thiết bị tạo áp lực để đảm bảo rằng điểm đặt miếng niken nằm bên dưới ngàm kẹp tạo áp lực.

Để tránh bay hơi chất điện phân, kết thúc công việc trong vòng 10 min tính từ khi lấy lõi cuộn dây từ khỏi tủ ổn định nhiệt độ đến khi đóng cửa tủ đặt thiết bị.

C Lấy tấm cách điện và đóng cửa tủ.

ii) Ngắn mạch bên trong

A Khẳng định rằng nhiệt độ bề mặt lõi cuộn dây như được xác định trong Bảng 5 và sau đó bắt đầu thử nghiệm.

B Bề mặt bên dưới của phần chuyển động của thiết bị nén (tức là ngàm kẹp nén) được làm bằng cao su nitril hoặc nhựa tổng hợp acrylic, được đặt lên trụ thép không gỉ có kích thước 10 mm x 10 mm. Chi tiết về ngàm kẹp nén được cho trên Hình 2. Bề mặt đáy của cao su nitril dùng cho thử nghiệm ngăn hình trụ. Để thử nghiệm ngăn hình lăng trụ, đặt miếng nhựa tổng hợp acrylic kích thước 5 mm x 5 mm (chiều dày 2 mm) lên miếng cao su nitril.

Cơ cấu thử nghiệm được di chuyển xuống ở tốc độ 0,1 mm/s, theo dõi điện áp ngăn. Khi phát hiện ra điện áp rơi gây ra do ngắn mạch bên trong, dừng ngay việc di chuyển xuống và giữ ngàm kẹp nén ở vị trí đó trong 30 s, và sau đó nhả lực nén. Điện áp được theo dõi ở tốc độ không quá 100 lần trên mỗi giây. Nếu điện áp rơi lớn hơn 50 mV so với điện áp ban đầu, ngắn mạch bên trong được xác định là đã xảy ra. Nếu lực nén đạt đến 800 N đối với ngăn hình trụ và 400 N đối với ngăn hình lăng trụ trước khi điện áp rơi đạt đến 50 mV thì dừng ngay việc đi xuống.

Hình 2 - Ngàm kẹp nén

c) Tiêu chí chấp nhận

Không cháy. Ghi lại lực khi xảy ra ngắn mạch bên trong nếu không cháy.

8  Thông tin về an toàn

8.1  Quy định chung

Sử dụng, và đặc biệt là lạm dụng, các ngăn và acquy lithium ion thứ cấp gắn kín loại xách tay có thể gây ra các mối nguy và gây hại. Nhà chế tạo các ngăn acquy thứ cấp phải đảm bảo cung cấp đủ thông tin về giới hạn dòng điện, điện áp và nhiệt độ các sản phẩm của họ. Nhà chế tạo acquy phải đảm bảo nhà chế tạo thiết bị và, trong trường hợp bán trực tiếp, người sử dụng được cung cấp đủ thông tin để giảm thiểu và giảm nhẹ các mối nguy.

Trách nhiệm của nhà chế tạo thiết bị phải thông báo cho người sử dụng về các mối nguy tiềm ẩn có thể nảy sinh khi sử dụng thiết bị có chứa các ngăn hoặc acquy thứ cấp. Các phân tích hệ thống cần được thực hiện bởi nhà chế tạo dụng cụ để đảm bảo rằng thiết kế acquy cụ thể ngăn được các mối nguy xảy ra trong sử dụng sản phẩm. Khi thích hợp, thông tin bất kỳ liên quan đến việc tránh các mối nguy từ phân tích hệ thống cần được cung cấp cho người sử dụng.

Hướng dẫn cho trong IEC TR 62188 về thiết kế và chế tạo acquy xách tay, và danh mục chưa đầy đủ các lời khuyên tốt được cung cấp trong Phụ lục B và Phụ lục C để tham khảo.

Kiểm tra sự phù hợp bằng cách xem xét tài liệu của nhà chế tạo.

Không để trẻ em thay acquy mà không có sự giám sát của người lớn.

8.2  Thông tin về an toàn của ngăn và acquy nhỏ

Ngăn và acquy nhỏ và thiết bị sử dụng các ngăn và acquy nhỏ được cung cấp thông tin liên quan đến các mối nguy nuốt phải. Các ngăn và acquy nhỏ có liên quan đến mối nguy nuốt phải là các ngăn và acquy có thể lắp trong phạm vi giới hạn của dưỡng nuốt thể hiện trên Hình 3.

Cảnh báo dưới đây phải được cung cấp cùng với thông tin ghi trên bao gói của ngăn và acquy nhỏ hoặc thiết bị sử dụng chúng:

- Giữ các ngăn và acquy nhỏ mà được coi là có khả năng nuốt phải ngoài tầm với của trẻ em.

- Việc nuốt có thể dẫn đến bỏng, đục thủng các mô mềm và tử vong. Việc bỏng nghiêm trọng có thể xảy ra trong vòng 2 h sau khi nuốt.

- Trong trường hợp nuốt phải ngăn hoặc acquy, cần tìm đến hỗ trợ y tế ngay lập tức.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ THÍCH: Dưỡng này xác định thành phần có khả năng nuốt và được xác định trong ISO 8124-1.

Hình 3 - Dưỡng nuốt

9  Ghi nhãn

9.1  Ghi nhãn ngăn

Các ngăn phải được ghi nhãn như quy định trong IEC 61960, ngoại trừ các ngăn cúc áo. Các ngăn cúc áo có diện tích bề mặt bên ngoài quá nhỏ để chứa các thông tin ghi nhãn trên ngăn thì phải thể hiện tên gọi và cực tính.

Khi có thỏa thuận giữa nhà chế tạo ngăn và acquy và/hoặc nhà chế tạo sản phẩm cuối, các ngăn thành phần được sử dụng trong chế tạo acquy không cần thiết phải ghi nhãn. Tuy nhiên, ghi nhãn trên ngăn có thể được chỉ ra với acquy, hướng dẫn và/hoặc quy định kỹ thuật.

Kiểm tra sự phù hợp bằng cách xem xét.

9.2  Ghi nhãn trên acquy

Acquy phải được ghi nhãn như quy định trong IEC 61960, ngoại trừ các acquy cúc áo. Acquy cúc áo có diện tích bề mặt bên ngoài quá nhỏ để chứa các thông tin ghi nhãn trên ngăn thì phải thể hiện tên gọi và cực tính. Acquy cũng phải được ghi nhãn với nội dung thích hợp.

Các đầu nối phải được ghi nhãn rõ ràng trên bề mặt bên ngoài của acquy.

Ngoại lệ: Acquy có bộ nối bên ngoài có khóa được thiết kế để nối đến sản phẩm cuối cụ thể không nhất thiết được ghi nhãn cực tính nếu thiếu kế bộ nối bên ngoài ngăn đấu nối ngược cực tính.

Kiểm tra sự phù hợp bằng cách xem xét.

9.3  Lưu ý đối với nuốt các ngăn và acquy nhỏ

Các ngăn và acquy cúc áo được nhận biết là acquy nhỏ theo 8.2 phải có nội dung lưu ý liên quan đến mối nguy về việc nuốt theo 8.2.

Khi ngăn và acquy nhỏ được thiết kế để bán trực tiếp trong các ứng dụng mà người dùng có thể thay thế thì phải có lưu ý về việc nuốt trên bao bì trực tiếp của sản phẩm.

Kiểm tra sự phù hợp bằng cách xem xét.

9.4  Thông tin khác

Thông tin dưới đây phải được ghi nhãn hoặc cung cấp cùng với acquy:

- hướng dẫn về bảo quản và thải bỏ;

- hướng dẫn nạp khuyến cáo.

Kiểm tra sự phù hợp bằng cách xem xét ghi nhãn và tài liệu của nhà chế tạo.

10  Bao gói và vận chuyển

Bao gói đối với các ngăn cúc áo không quá nhỏ để vừa với các giới hạn dưỡng nuốt cho trên Hình 3. Xem Phụ lục E đối với thông tin liên quan đến bao gói và vận chuyển.

Phụ lục A

(quy định)

Phạm vi nạp và phóng điện của các ngăn lithium ion thứ cấp để sử dụng an toàn

A.1  Quy định chung

Phụ lục A bổ sung các quy định kỹ thuật cho cả phần nội dung và phụ lục của tiêu chuẩn này.

A.2  An toàn của acquy thứ cấp lithium ion

Để đảm bảo sử dụng an toàn các acquy thứ cấp lithium ion, nhà chế tạo thiết kế và chế tạo các ngăn hoặc acquy thứ cấp lithium ion phải tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu được quy định trong tiêu chuẩn này. Trong trường hợp điện áp nạp có giới hạn trên khác (tức là khác với hệ thống được nêu trong Bảng A.1) thì có thể cần điều chỉnh giới hạn trên của điện áp nạp và giới hạn trên của nhiệt độ nạp tương ứng để đáp ứng các tiêu chí của thử nghiệm.

A.3  Lưu ý về điện áp nạp

A.3.1 Quy định chung

Điện áp nạp phải được đặt vào các ngăn thứ cấp sao cho thúc đẩy phản ứng hóa học trong quá trình nạp. Tuy nhiên, nếu điện áp nạp quá cao, phản ứng hóa học quá mức hoặc các phản ứng phụ sẽ xảy ra, và acquy trở nên không ổn định về nhiệt. (Có thể xảy ra quá nhiệt và quá nhiệt tới hạn). Do đó, quan trọng nhất là điện áp quá nạp không được vượt quá giá trị do nhà chế tạo acquy quy định. Mặt khác, nhà chế tạo acquy phải kiểm tra xác nhận an toàn của các ngăn thứ cấp khi được nạp điện ở điện áp nạp quy định.

A.3.2  Điện áp nạp giới hạn trên

A.3.2.1  Quy định chung

Acquy thứ cấp lithium ion thường là loại sử dụng oxit coban lithium là vật liệu cực dương và cacbon làm vật liệu cực âm. Trong acquy này, điện áp nạp giới hạn trên, như xác định trong Bảng A.1 được quy định dựa trên các quy định kỹ thuật của nhà chế tạo ngăn với giá trị ví dụ là 4,25 V đối với ngăn lithium ion là giới hạn trên cho phép của điện áp nạp từ quan điểm an toàn. Hình A.1 minh họa vùng làm việc cơ bản để nạp.

A.3.2.2  Giải thích về quan điểm an toàn

Khi acquy lithium ion được nạp ở điện áp cao hơn điện áp nạp giới hạn trên, lượng lithium ion thừa được lấy khỏi vật liệu của điện cực dương và kết cấu tinh thể của nó có xu hướng bị phá vỡ. Do đó, nó trở nên dễ tạo ra oxy và tạp chất lithium kim loại trên bề mặt cacbon của điện cực âm.

Trong các điều kiện này, khi xảy ra ngắn mạch bên trong, quá tải nhiệt tới hạn có thể dễ xảy ra hơn khi acquy này được nạp trong điều kiện quy định.

Do đó, acquy thứ cấp lithium ion không được nạp ở điện áp cao hơn điện áp nạp giới hạn trên khuyến cáo. Phải có thiết bị bảo vệ thích hợp với giả thiết bộ nạp có thể bị hỏng chức năng điều khiển nạp.

Đối với dòng điện xoay chiều tần số trên 50 kHz với giả thiết có nhấp nhô, các nội dung nêu trên không áp dụng được vì lithium ion trong acquy không đáp ứng với dòng điện này.

Sơ đồ vùng làm việc của ngắn Li-ion

Nhiệt độ ngăn (trên bề mặt)

Hình A.1 - Thể hiện các vùng nạp đối với các ngăn lithium ion

Bảng A.1 - Ví dụ về các tham số nạp trong vùng làm việc

A.3.2.3  Yêu cầu về an toàn, khi đặt điện áp nạp giới hạn trên khác

Đôi khi cần đặt điện áp nạp giới hạn trên khác với giá trị được cho trong Bảng A.1 vào ngăn lithium ion.

Ví dụ:

- vật liệu cực dương, không sử dụng oxit lithium coban;

- tỷ số dung lượng của điện cực dương và điện cực âm thay đổi so với thiết kế.

Khi điện áp nạp giới hạn trên khác với các giá trị cho trong Bảng A.1 được đặt vào các ngăn thứ cấp lithium ion, các thử nghiệm quy định trong 7.2 đến 7.3 phải được thực hiện bằng cách sử dụng các ngăn được nạp điện trong điện áp nạp giới hạn trên khác. Ngoài ra, các tài liệu liên quan giải thích nguyên nhân thay đổi điện áp nạp giới hạn trên phải được duy trì sao cho điện áp khác đó có thể được sử dụng làm điện áp nạp giới hạn trên mới.

Ví dụ về các tài liệu giải thích nguyên nhân thay đổi điện áp nạp giới hạn trên gồm:

a) kết quả thử nghiệm kiểm tra xác nhận sự ổn định của kết cấu tinh thể của vật liệu điện cực dương khi ngăn được nạp ở điện áp cao hơn các giá trị quy định trong Bảng A.1 là tương đương hoặc cao hơn khi ngăn được nạp ở các giá trị quy định;

b) kết quả thử nghiệm kiểm tra sự chấp nhận lithium làm vật liệu điện cực âm khi ngăn được nạp ở điện áp cao hơn các giá trị quy định trong Bảng A.1 là tương đương hoặc cao hơn khi ngăn được nạp ở các giá trị quy định;

c) kết quả thử nghiệm kiểm tra các ngăn được nạp ở điện áp nạp giới hạn trên mới (cao hơn các giá trị quy định trong Bảng A.1) được thử nghiệm bởi các phương pháp thử nghiệm ở giới hạn trên của dải nhiệt độ cao và đáp ứng các yêu cầu cần thiết;

d) kết quả thử nghiệm kiểm tra các ngăn được nạp ở điện áp thấp hơn các giá trị quy định trong Bảng A.1 được thử nghiệm bởi các phương pháp thử nghiệm ở giới hạn trên của dải nhiệt độ cao và đáp ứng các yêu cầu cần thiết.

A.4  Xem xét nhiệt độ và dòng điện nạp

A.4.1 Quy định chung

Việc nạp tạo ra phản ứng hóa học và bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Lượng phản ứng phụ hoặc tình trạng của các sản phẩm nạp phụ thuộc vào nhiệt độ ngay cả khi sử dụng cùng điện áp nạp giới hạn trên và dòng điện nạp.

Do đó, cần giảm một hoặc cả hai điện áp nạp giới hạn trên và dòng điện nạp lớn nhất ở cả dải nhiệt độ thấp và dải nhiệt độ cao. Các điều kiện này được coi là khắc nghiệt hơn dải nhiệt độ tiêu chuẩn trên quan điểm an toàn.

Hình A.1 thể hiện vùng làm việc cơ bản trong đó các acquy lithium ion điển hình có thể được nạp một cách an toàn.

A.4.2  Dải nhiệt độ khuyến cáo

A.4.2.1  Quy định chung

Trong dải nhiệt độ tiêu chuẩn, các ngăn thứ cấp được nạp ở giới hạn trên của điện áp nạp và dòng điện nạp lớn nhất được quy định trên quan điểm an toàn.

Giới hạn trên của nhiệt độ thử nghiệm và giới hạn dưới của nhiệt độ thử nghiệm được quy định lá giới hạn cao nhất và giới hạn thấp nhất của nhiệt độ tiêu chuẩn một cách tương ứng.

Ví dụ, dải nhiệt độ khuyến cáo của một số acquy lithium ion sử dụng oxit lithium coban làm vật liệu cực dương và cacbon làm vật liệu cực âm được quy định là 10 °C đến 45 °C.

A.4.2.2  Lưu ý an toàn khi áp dụng dải nhiệt độ khuyến cáo khác

Trong một số ngăn thứ cấp, dải nhiệt độ khuyến cáo khác với dải từ 10 °C đến 45 °C do sự khác nhau về độ ổn định nhiệt của chất điện phân và các yếu tố khác. Khi áp dụng dải nhiệt độ khuyến cáo khác, các thử nghiệm được quy định trong 7.2 và 7.3 phải được thực hiện bằng cách sử dụng các ngăn được nạp điện ở nhiệt độ thử nghiệm khác. Ngoài ra, các tài liệu liên quan giải thích nguyên nhân của việc thay đổi nhiệt độ thử nghiệm phải được giữ để có thể sử dụng nhiệt độ khác.

Ví dụ về các tài liệu giải thích nguyên nhân thay đổi nhiệt độ như sau:

a) kết quả thử nghiệm kiểm tra xác nhận sự ổn định của kết cấu tinh thể của vật liệu điện cực dương khi ngăn được nạp ở giới hạn trên mới của dải nhiệt độ thử nghiệm, cao hơn 45 °C (giới hạn cao nhất của dải nhiệt độ tiêu chuẩn đối với các ngăn lithium ion thông thường) là tương đương hoặc cao hơn khi ngăn được nạp ở 45 °C;

b) kết quả thử nghiệm kiểm tra xác nhận các ngăn khi được nạp ở giới hạn trên mới của nhiệt độ thử nghiệm (cao hơn 45 °C + 5 °C) và bằng cách sử dụng điện áp nạp giới hạn trên, được thử nghiệm bằng các phương pháp thử nghiệm quy định trong 7.2 và 7.3;

c) kết quả thử nghiệm kiểm tra xác nhận sự chấp nhận lithium làm vật liệu điện cực âm khi ngăn được nạp ở giới hạn dưới mới của nhiệt độ thử nghiệm, thấp hơn 10 °C, tương đương với hoặc cao hơn khi ngăn được nạp ở 10 °C;

d) kết quả thử nghiệm kiểm tra các ngăn được nạp ở giới hạn dưới mới của dải nhiệt độ thử nghiệm khi ngăn được nạp ở giới hạn dưới mới của điện áp nạp, được thử nghiệm bằng các phương pháp thử nghiệm quy định trong 7.2 và 7.3.

A.4.3  Dải nhiệt độ cao

A.4.3.1  Quy định chung

Trong dải nhiệt độ cao, nhiệt độ cao hơn trong dải nhiệt độ tiêu chuẩn. Trong dải nhiệt độ cao, cho phép nạp bằng cách nạp ở điện áp thấp hơn điện áp nạp giới hạn trên được quy định cho dải nhiệt độ tiêu chuẩn.

A.4.3.2  Giải thích quan điểm an toàn

Khi lithium ion được nạp ở nhiệt độ cao ở cùng điều kiện với dải nhiệt độ tiêu chuẩn, lượng lithium lớn hơn được lấy khỏi vật liệu cực dương. Vì lượng tăng lithium bị lấy khỏi cực dương dẫn đến mất ổn định của kết cấu tinh thể, tính năng an toàn của acquy có xu hướng giảm.

Thêm vào đó, chênh lệch nhiệt độ giữa dải nhiệt độ cao và dải nhiệt độ tại đó xảy ra quá nhiệt tới hạn là tương đối nhỏ. Do đó, trong trường hợp có ngắn mạch ngẫu nhiên thì acquy sẽ dễ đạt đến nhiệt độ này hơn.

Vì vậy, các điều kiện nạp được quy định khác trong dải nhiệt độ cao như sau:

- Khi nhiệt độ bề mặt của ngăn lithium ion cao hơn giới hạn trên của nhiệt độ thử nghiệm, áp dụng điều kiện nạp khác được quy định riêng cho dải nhiệt độ cao.

- Khi nhiệt độ bề mặt của ngăn lithium ion cao hơn giới hạn trên của dải nhiệt độ cao, acquy nêu trên không bao giờ được nạp khi có dòng điện nạp bất kỳ.

A.4.3.3  Lưu ý về an toàn khi quy định các điều kiện nạp trong dải nhiệt độ cao

Các điều kiện nạp trong dải nhiệt độ cao đôi khi được quy định dựa trên độ ổn định nhiệt của chất điện phân và các yếu tố khác. Khi các điều kiện nạp trong dải nhiệt cao được quy định, các ngăn thử nghiệm phải được nạp trong các điều kiện này và được thử nghiệm bởi các phương pháp thử quy định trong 7.2 và 7.3.

A.4.3.4  Lưu ý về an toàn khi quy định giới hạn trên mới trong dải nhiệt độ cao

Trong một số trường hợp, giới hạn trên khác trong dải nhiệt độ cao, khác với giới hạn quy định trên Hình A.1, được đặt vào do sự khác nhau về độ ổn định nhiệt của vật liệu điện cực dương và các yếu tố khác. Khi giới hạn trên mới trong dải nhiệt độ cao được chấp nhận, phải thực hiện các thử nghiệm quy định trong 7.2 và 7.3. Ngoài ra, các tài liệu liên quan giải thích nguyên nhân của việc thay đổi dải nhiệt độ cao phải được giữ để có thể sử dụng dải nhiệt độ cao khác.

Ví dụ về các tài liệu giải thích nguyên nhân thay đổi dải nhiệt độ cao như sau:

a) kết quả thử nghiệm kiểm tra xác nhận sự ổn định của kết cấu tinh thể của vật liệu điện cực dương khi ngăn được nạp ở giới hạn trên mới của dải nhiệt độ cao, là tương đương hoặc cao hơn khi ngăn được nạp ở giới hạn cao nhất của dải nhiệt độ cao hiện hành;

b) kết quả thử nghiệm kiểm tra xác nhận các ngăn khi được nạp ở giới hạn trên mới của dải nhiệt độ cao + 5 °C, khi được thử nghiệm bằng các phương pháp quy định trong 7.2 và 7.3, đáp ứng các yêu cầu.

A.4.4  Dải nhiệt độ thấp

A.4.4.1  Quy định chung

Trong dải nhiệt độ thấp, nhiệt độ thấp hơn trong dải nhiệt độ tiêu chuẩn. Trong dải nhiệt độ thấp, cho phép nạp cho acquy bằng cách thay đổi một hoặc cả giới hạn trên của điện áp nạp và dòng điện nạp lớn nhất được quy định cho dải nhiệt độ tiêu chuẩn.

A.4.4.2  Giải thích quan điểm an toàn

Khi lithium ion được nạp ở dải nhiệt độ thấp, tốc độ truyền giảm xuống và tốc độ đưa lithium ion đến vật liệu điện cực âm trở nên thấp. Do đó, kim loại lithium dễ nằm lại trên bề mặt điện cực âm. Trong điều kiện này, acquy trở nên không ổn định về nhiệt và có thể quá nhiệt và dẫn đến quá nhiệt tới hạn.

Thêm vào đó, trong dải nhiệt độ thấp, việc chấp nhận lithium ion phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Do đó, trong acquy lithium ion có nhiều ngăn nối tiếp nhau, việc chấp nhận lithium ion bởi các ngăn này có thể khác do chênh lệch nhiệt độ. Trong trường hợp này, có thể không đảm bảo đủ an toàn.

Vì vậy, các điều kiện nạp được quy định khác trong dải nhiệt độ thấp như sau:

- Khi nhiệt độ bề mặt của ngăn lithium ion thấp hơn giới hạn dưới của nhiệt độ thử nghiệm, áp dụng điều kiện nạp khác được quy định riêng cho dải nhiệt độ thấp.

- Khi nhiệt độ bề mặt của ngăn lithium ion thấp hơn giới hạn dưới của dải nhiệt độ thấp, acquy không bao giờ được nạp khi có dòng điện nạp bất kỳ.

A.4.4.3  Lưu ý về an toàn khi quy định các điều kiện nạp trong dải nhiệt độ thấp

Các điều kiện nạp trong dải nhiệt độ thấp đôi khi được quy định dựa trên các yếu tố thiết kế ví dụ sự chấp nhận lithium ion của vật liệu điện cực âm. Khi các điều kiện nạp trong dải nhiệt thấp được quy định, các ngăn thử nghiệm phải được nạp trong các điều kiện này và được thử nghiệm bởi các phương pháp thử quy định trong 7.2 và 7.3, đều đáp ứng các yêu cầu.

A.4.4.4  Lưu ý về an toàn khi quy định giới hạn dưới mới trong dải nhiệt độ thấp

Trong một số trường hợp, giới hạn dưới khác trong dải nhiệt độ thấp, khác với giới hạn quy định trên Hình A.1, được đặt vào. Điều này là do sự khác nhau về độ ổn định nhiệt của vật liệu điện cực dương và các yếu tố khác. Khi giới hạn dưới mới trong dải nhiệt độ thấp được chấp nhận, phải thực hiện các thử nghiệm quy định trong 7.2 và 7.3. Ngoài ra, các tài liệu liên quan giải thích nguyên nhân của việc thay đổi dải nhiệt độ thấp phải được giữ để có thể sử dụng dải nhiệt độ thấp khác.

Ví dụ về các tài liệu giải thích nguyên nhân thay đổi dải nhiệt độ thấp như sau:

a) kết quả thử nghiệm kiểm tra xác nhận sự chấp nhận lithium ion của vật liệu điện cực âm khi các ngăn được nạp ở giới hạn trên dưới mới của dải nhiệt độ thấp, là tương đương hoặc cao hơn khi ngăn được nạp ở giới hạn thấp nhất của dải nhiệt độ thấp hiện hành;

b) kết quả thử nghiệm kiểm tra xác nhận các ngăn khi được nạp ở giới hạn dưới mới của dải nhiệt độ thấp -5 °C, khi được thử nghiệm bằng các phương pháp quy định trong 7.2 và 7.3, đáp ứng các yêu cầu.

A.4.5  Phạm vi áp dụng của dòng điện nạp

Dòng điện nạp, như quy định ở trên, không áp dụng cho dòng điện xoay chiều có tần số trên 50 kHz, với giả thiết có nhấp nhô và các ảnh hưởng khác, vì các acquy lithium ion không đáp ứng các hiệu ứng này. (Dòng điện nhấp nhô quá 50 kHz được chấp nhận.)

A.4.6  Lưu ý phóng điện

A.4.6.1  Quy định chung

Hình A.2 minh họa vùng làm việc chung cho phóng điện đối với ngăn lithium ion.

T₁ đến T₂ Dải nhiệt độ thấp

T₂ đến T₃ Dải nhiệt độ tiêu chuẩn

T₃ đến T₄ Dải nhiệt độ cao

Hình A.2 - Thể hiện vùng làm việc của ngăn lithium ion đối với phóng điện

A.4.6.2  Điện áp phóng điện cuối cùng và giải thích quan điểm về an toàn

Không nên cho ngăn phóng điện quá điện áp phóng cuối cùng quy định của nhà chế tạo. Nếu ngăn được phóng điện quá điện áp phóng cuối cùng thì kim loại tại cực thu có thể chiết từ điện cực âm và lắng cục bộ trong quá trình nạp. Việc lắng đọng này có thể tăng lên về phía điện cực dương và gây ra ngắn mạch bên trong hoặc rò rỉ chất lỏng.

Nếu điện áp acquy trở nên thấp hơn điện áp phóng điện cuối cùng quy định, cần tránh nạp liên tục các ngăn acquy.

A.4.6.3  Dòng điện phóng và dải nhiệt độ

Trong quá trình phóng điện, không được vượt quá nhiệt độ phóng điện cao nhất. Nếu nhiệt độ cao hơn nhiệt độ bắt đầu phóng cao nhất trước khi phóng điện thì không được bắt đầu phóng điện. Trong quá trình phóng điện, dòng điện phóng lớn nhất không được bị vượt quá.

A.4.6.4  Phạm vi áp dụng của dòng điện phóng

Dòng điện phóng như quy định bên trên không áp dụng cho các thành phần xoay chiều (nhấp nhô, v,v,) ở tần số 50 kHz hoặc lớn hơn vi khi đó các lithium ion không phản ứng bên trong ngăn.

A.5  Chuẩn bị mẫu

A.5.1  Quy định chung

Để cung cấp thông tin thêm về chuẩn bị mẫu cho thử nghiệm trong 7.3.9, điều này đưa thêm nội dung dưới đây.

A.5.2  Quy trình chèn miếng niken để tạo ngắn mạch bên trong

Quy trình chèn miếng niken được thực hiện ở 20 °C ± 5 °C và thấp hơn điểm sương -25 °C.

A.5.3  Tháo ngăn đã nạp

Tháo lõi cuộn dây (điện cực/tấm ngăn đã lắp ráp, trục và cuộn dây) khỏi ngăn acquy đã nạp (xem Hình A.6 và Hình A.9).

A.5.4  Hình dạng của miếng niken

Hình dạng của miếng niken phải như thể hiện trên Hình A.3.

Kích thước: Chiều cao: 0,2 mm; Chiều dày: 0,1 mm; Dạng chữ L (Góc: 90° ± 10°): 1,0 mm đối với mỗi cạnh với dung sai 5 %. Vật liệu: nhiều hơn 99 % (theo khối lượng) niken tinh chất.

Kích thước tính bằng milimét

Hình A.3 - Hình dạng của miếng niken

A.5.5  Chèn miếng niken trong ngăn acquy hình trụ

A.5.5.1  Chèn miếng niken trong lõi cuộn dây

a) Chèn miếng niken giữa vùng được phủ (vật liệu hoạt động) cực dương và vùng được phủ (vật liệu hoạt động) cực âm đối với ngăn hình trụ (xem Hình A.4).

1) Nếu lớp ngoài cùng của lớp nền cực dương là lá nhôm thì cắt lá nhôm này tại dưỡng phân chia giữa lá nhôm và vật liệu hoạt động, để thực hiện thử nghiệm ngắn mạch giữa vật liệu cực dương và vật liệu cực âm.

2) Chèn miếng niken giữa vật liệu hoạt động cực dương và tấm ngăn. Việc đặt miếng niken phải như thể hiện trên Hình A.4. Vị trí của chèn miếng niken phải cách mép của lá nhôm 20 mm. Hướng của góc chữ L hướng về phía cuộn dây.

Hình A.4 - Vị trí chèn miếng niken giữa vùng phủ vật liệu cực dương và cực âm của ngăn hình trụ

b) Chèn miếng niken giữa là nhôm cực dương (vùng không phủ) và vùng phủ (vật liệu hoạt động) cực âm đối với ngăn acquy hình trụ.

Khi lá nhôm của điện cực dương nằm ở lớp ngoài cùng và lá nhôm này đối diện với vật liệu hoạt động cực âm có phủ thì phải sử dụng quy trình sau.

3) Khi lá nhôm của điện cực dương nằm ở lớp ngoài cùng, cắt lá nhôm ra một đoạn 10 mm tính từ đường phân chia nằm giữa lá nhôm và vật liệu hoạt động.

4) Chèn vật Ni giữa lá nhôm và tấm chắn. Việc đặt miếng niken phải như thể hiện trên Hình A.5.

Vị trí của miếng niken chèn vào phải ở cách mép của lớp phủ vật liệu cực dương là 1,0 mm trên lá nhôm.

Hình A.5 - Vị trí chèn miếng niken giữa vùng phủ lá nhôm cực dương và cực âm của ngăn hình trụ

Hình A.6 - Tháo ngăn acquy hình trụ

A.5.5.2  Đánh dấu vị trí của miếng niken trên cả hai đầu của lõi cuộn dây của tấm chắn

Quy trình như sau:

a) Đặt tấm cách điện giữa tấm chắn nằm đối diện với miếng niken và điện cực âm để bảo vệ chống ngắn mạch.

b) Cuộn bằng tay các điện cực và tấm chắn giữ miếng niken đúng vị trí và đặt băng dính vào lõi cuộn dây.

c) Đánh dấu vị trí của tấm niken ngang qua lõi.

d) Đặt lõi cuộn dây vào túi polyetylen có khóa kéo và kéo khóa lại. Đặt túi polyetylen vào túi bằng lá nhôm để tránh khi khô.

Ghi chú: Quy trình này phải được hoàn thành trong vòng 30 min.

A.5.6  Chèn miếng niken vào ngăn acquy hình lăng trụ

a) Trước khi chèn miếng niken, chèn tấm cách điện giữa điện cực âm và tấm chắn nằm bên dưới miếng niken và điện cực âm, như thể hiện trên Hình A.7 để bảo vệ chống ngắn mạch.

b) Chèn miếng niken vào lõi cuộn dây.

1) Chèn miếng niken giữa vùng có phủ (vật liệu hoạt động) cực dương và vùng có phủ (vật liệu hoạt động) cực âm đối với ngăn acquy hình lăng trụ (xem Hình A.9).

i) Chèn tắm chắn niken giữa vùng có phủ (vật liệu hoạt động) cực dương và tấm chắn hoặc giữa tấm chắn và vùng có phủ (vật liệu hoạt động) cực âm. Trong trường hợp vỏ ngăn acquy bằng nhôm, chèn miếng niken giữa vùng có phủ (vật liệu hoạt động) cực dương và tấm chắn.

ii) Chèn miếng niken giữa vật liệu hoạt động cực dương và tấm chắn. Việc đặt miếng niken phải như Hình A.7. Miếng niken được đặt tại tâm (đường chéo) của lõi cuộn dây. Hướng của góc chữ L của miếng niken hướng về phía cuộn dây.

Hình A.7 - Vị trí chèn miếng niken giữa vùng phủ vật liệu cực dương và cực âm của ngăn hình lăng trụ

2) Chèn miếng niken giữa lá nhôm cực dương (vùng không phủ) và vùng có phủ (vật liệu hoạt động) cực âm đối với ngăn acquy hình lăng trụ. Khi lá nhôm của cực dương nằm trên lớp ngoài cùng và lá nhôm đối diện với vật liệu hoạt động cực âm có phủ, phải thực hiện thử nghiệm sau.

i) Khi lá nhôm của điện cực dương nằm trên lớp ngoài cùng và lá nhôm đối diện với vật liệu hoạt động cực âm có phủ, chèn miếng niken giữa lá nhôm và tấm chắn.

ii) Việc đặt miếng niken phải như Hình A.8. Miếng niken được đặt tại tâm của bề mặt phẳng của lõi cuộn dây. Hướng của góc chữ L của miếng niken hướng về phía cuộn dây.

Hình A.8 - Vị trí chèn miếng niken giữa lá nhôm làm cực dương và vùng phủ vật liệu cực âm của ngăn hình lăng trụ

iii) Cuộn bằng tay các điện cực và tấm chắn giữ miếng niken đúng vị trí và đặt băng dính vào lõi cuộn dây.

iv) Đánh dấu vị trí của tấm niken ngang qua lõi.

v) Đặt hai lớp băng polyamid (rộng 10 mm, dày 25 µm) tại vị trí đánh dấu.

vi) Đặt lõi cuộn dây vào túi polyetylen có khóa kéo và kéo khóa lại. Đặt túi polyetylen vào túi bằng lá nhôm để tránh khi khô.

Ghi chú: Quy trình này phải được hoàn thành trong vòng 30 min.

Lấy các lớp bên ngoài và đặt tấm cách điện lên bề mặt cực âm

Sau khi cuộn tấm chắn lại, đặt miếng niken tại tâm của lõi dây quấn

Cuộn điện cực và tấm chắn lại, và đặt hai lớp băng polyamid tại vị trí miếng niken

Hình A.9 - Tháo ngăn acquy hình lăng trụ

A.6  Quy trình theo kinh nghiệm của thử nghiệm cưỡng bức ngắn mạch bên trong

A.6.1  Vật liệu và dụng cụ để chuẩn bị miếng niken

Vật liệu và dụng cụ cần thiết cho việc chuẩn bị này được liệt kê dưới đây.

a) miếng niken: Chuẩn bị tấm niken (dạng mềm; ISO 6208, NW2200 (Ni 99,0) hoặc NW2201 (Ni 99,0- LC) chiều dày 0,10 mm ± 0,01 mm tạo thành miếng rộng  mm và dài 2,00 ± 0,30 mm) bằng cách cắt hoặc sử dụng cơ cấu ấn;

b) Kính hiển vi lập thể;

c) Dao cắt;

d) hai miếng thủy tinh (2 miếng: 1 mm hoặc dày hơn với các góc vuông);

e) giấy vẽ (1 mm vuông);

f) bình chứa các miếng niken.

A.6.2  Ví dụ về quy trình chuẩn bị miếng niken

Phải thực hiện các bước sau.

a) Đặt giấy vẽ lên khay đỡ của kính hiển vi lập thể và chỉnh tiêu cự lên các đường thẳng của giấy vẽ.

b) Trong khi nhìn qua kính hiển vi, đặt miếng niken song song với đường thẳng của giấy vẽ. Miếng niken cần được đặt nằm ngang, với các cạnh 0,20 mm của nó kéo dài vuông góc xuống phía dưới còn các mép 2,00 mm chạy song song với đường thẳng trên giấy vẽ.

c) Đặt miếng thủy tinh theo chiều dọc lên nửa bên trái (1,0 mm) của miếng niken. Sử dụng đường thẳng của giấy vẽ làm dẫn hướng để định vị mép miếng thủy tinh.

d) Trong khi vẫn giữ miếng thủy tinh đúng vị trí bằng các ngón tay, gấp và nâng một nửa (1,0 mm) miếng niken sử dụng kéo.

e) Đặt miếng thủy tinh còn lại lên phía phải của miếng niken để kẹp phần được nâng lên. Ấn nhẹ miếng bên phải lên phần nâng lên sao cho miếng niken được uốn cong một góc 90°.

f) Đặt miếng niken đã hoàn thành vào bình chứa để tránh làm biến dạng trước khi thử nghiệm.

CHÚ THÍCH: Miếng niken đã hoàn thành cũng có thể có được bằng cách sử dụng máy nén.

Hình A.10 thể hiện vật liệu niken sau khi gấp thành miếng niken.

Kích thước tính bằng milimét

Hình A.10 - Kích thước của miếng niken hoàn chỉnh

A.6.3  Đặt miếng niken

Dưới đây đưa ra một số khuyến cáo về cách đặt miếng niken.

a) Trong trường hợp miếng niken không thể đặt vào vị trí mô tả trong Điều A.5, có thể thay đổi vị trí đặt.

b) Đối với ngăn acquy hình lăng trụ, miếng niken có thể được đặt trong vùng bằng phẳng. Tuy nhiên, miếng niken phải được đặt tại tâm của bề mặt chịu áp lực. Nếu khó đặt miếng niken bên dưới lớp ngoài vùng thì có thể đặt bên dưới lớp bên trong như thể hiện trên Hình A.11.

c) Miếng niken không được đặt trong vùng mà vật liệu hoạt động của cực dương tách khỏi lá nhôm. Nếu vật liệu bị tách ra trong vùng quy định, đặt miếng niken trong vùng khác nơi có vật liệu hoạt động của cực dương, khi vị trí này có thể được nén tại tâm của cơ cấu nén.

d) Vị trí của miếng niken có thể được xác định bởi nhà chế tạo ngăn và đại lý thử nghiệm.

Hình A.11 - Vị trí của miếng niken khi không thể đặt trong vùng quy định

A.6.4  Cảnh báo hỏng tấm chắn

Mẫu để đánh giá không được sử dụng khi tấm chắn bị hỏng trong quá trình chuẩn bị, ví dụ bị quăn.

Khi tấm chắn bị hỏng, ví dụ màng bị vỡ, không được sử dụng ngăn làm mẫu để đánh giá.

A.6.5  Lưu ý đối với việc cuộn lại tấm chắn và điện cực

Trong quá trình cuộn lại lõi về vị trí ban đầu bằng cách kéo điện cực dương, điện cực âm và tấm chắn, cần chú ý để tránh nới lỏng lõi cuộn dây.

Hình A.12 dưới đây minh họa ví dụ của ngăn acquy hình trụ.

Hình A.12 - Ngăn acquy hình trụ

A.6.6  Màng cách điện nhằm ngăn ngừa ngắn mạch

A.6.7  Lưu ý khi tháo ngăn acquy

Dưới đây đưa ra các khuyến cáo về cách tháo các ngăn.

a) Các ngăn cần được tháo trong tủ khô kiểu hở hoặc phòng khô, nơi có nhiệt độ là 20 ^oC ± 5 °C và nhiệt độ điểm sương dưới -25 °C.

b) Cần thận trọng không làm nối tắt các ngăn trong quá trình tháo. Ví dụ, sử dụng các dụng cụ có các mép làm bằng gốm hoặc vật liệu cách điện, cần rất thận trong khi tháo vùng được gắn kín của các ngăn.

c) Có nhiều kết cấu ngăn khác nhau, vì vậy nên kiểm tra thông tin với nhà chế tạo về kết cấu thích hợp nhất và phần nào dễ có khả năng xảy ra ngắn mạch.

d) Các ngăn bị ngắn mạch trong quá trình tháo không được sử dụng cho thử nghiệm tiếp theo.

A.6.8  Thiết bị bảo vệ an toàn

Cần mặc quần áo bảo hộ dài tay, đeo kính bảo vệ, mặt nạ và găng tay.

A.6.9  Lưu ý trong trường hợp cháy khi tháo ngăn

Dưới đây đưa ra một số khuyến cáo về cách xử lý khi có cháy.

a) Để chống cháy lan, không được đặt trong vùng làm việc các vật liệu dễ cháy không cần thiết.

b) Tiến hành biện pháp phòng ngừa để các ngăn không cho phân tán các thành phần của ngăn khi ngăn bắt cháy. Ví dụ, vải hoặc cát bảo vệ cháy cần có sẵn trong khu vực làm việc, và khí cần được xả hiệu quả.

A.6.10  Lưu ý đối với quá trình tháo và nén lõi điện cực

Dưới đây đưa ra các khuyến cáo về cách xử lý lõi dây quấn.

a) Đặt lõi dây quấn vào một túi polyetylen có khóa kéo, và sau đó đặt chúng vào một túi nhôm. Để giảm thiểu hóa hơi của chất điện phân, sử dụng các túi càng nhỏ càng tốt. Ví dụ, sử dụng túi polyetylen có kích thước 100 mm (chiều rộng) x 140 mm (chiều cao) x 0,04 mm (chiều dày) và túi nhôm có kích thước 120 mm (chiều rộng) x 180 mm (chiều cao) x 0,11 mm (chiều dày).

b) Thực hiện công việc từ lúc tháo các ngăn cho đến khi đặt vào túi nhôm trong vòng 30 min.

c) Thời gian bảo quản trong túi nhôm không nên quá 12 h.

1) Lõi dây quấn cần đặt trên máy thử nghiệm trong 2 min sau khi lấy lõi dây quấn khỏi các túi.

2) Khi nhiệt độ lõi dây quấn đạt đến nhiệt độ thử nghiệm, bắt đầu nén.

3) Khi thử nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ cao, để giảm thiểu hóa hơi của chất điện phân, nên bắt đầu nén trong vòng 3 min sau khi đặt lõi dây quấn lên máy thử nghiệm. Khi thực hiện thử nghiệm ở nhiệt độ thấp, cần bắt đầu thử nghiệm trong vòng 10 min.

A.6.11  Quy định kỹ thuật khuyến cáo đối với thiết bị nén

Quỹ tích của bộ nén động cơ bước di chuyển tuyến tính nhưng cơ cấu nén thủy lực thì không. Khi ngắn mạch bên trong xảy ra, cơ cấu nén phải dừng lại ngay bằng cách phát hiện điện áp rơi trên ngăn. Cơ cấu nén động cơ bước có thể dừng ngay lập tức; tuy nhiên, cơ cấu nén thủy lực thì không thể. Do đó, cơ cấu nén động cơ bước được khuyến cáo sử dụng cho cơ cấu nén.

Các quy định kỹ thuật khuyến cáo của cơ cấu nén động cơ bước được cho trong Bảng A.2.

Bàng A.2 - Các quy định kỹ thuật khuyến cáo của cơ cấu nén

Hình A.13 thể hiện các đồ thị khoảng cách từ điểm bắt đầu của cơ cấu nén.

Hình A.13 - Tỷ số khoảng cách / thời gian của một vài thiết bị nén

Phụ lục B

(tham khảo)

Khuyến cáo cho nhà chế tạo thiết bị và người lắp ráp acquy

Dưới đây thể hiện danh mục điển hình, nhưng chưa phải đầy đủ, lời khuyên tốt do nhà chế tạo các ngăn và acquy thứ cấp cung cấp cho nhà chế tạo thiết bị và người lắp ráp acquy.

a) Không tháo dỡ, mở hoặc chia nhỏ các ngăn. Acquy chỉ được tháo dỡ bởi những người được đào tạo. Vỏ của acquy nhiều ngăn phải được thiết kế sao cho chúng chỉ có thể được tháo dỡ khi có dụng cụ.

b) Các ngăn cần được thiết kế để ngăn ngừa trẻ em tiếp cận đến các acquy.

c) Không nối tắt ngăn hoặc acquy. Không bảo quản các ngăn hoặc acquy bừa bãi trong hộp hoặc ngăn kéo vì chúng có thể nối tắt với nhau hoặc bị ngắn mạch bởi các vật liệu dẫn khác.

d) Không lấy ngăn hoặc acquy ra khỏi bao gói ban đầu của chúng cho đến khi cần sử dụng.

e) Không để ngăn hoặc acquy tiếp xúc với nguồn nhiệt hoặc cháy. Tránh ánh sáng trực tiếp.

f) Không để ngăn hoặc acquy chịu rung xóc cơ khí.

g) Khi có rò rỉ ngăn, không được để chất lỏng tiếp xúc với da hoặc mắt. Nếu bị tiếp xúc, cần rửa vùng bị tiếp xúc bằng nhiều nước rồi đến gặp bác sỹ.

h) Thiết bị cần được thiết kế để cấm lắp ngăn hoặc acquy không đúng và cần có ghi nhãn rõ ràng. Luôn tuân thủ các đánh dấu cực tính trên ngăn, acquy và thiết bị và đảm bảo sử dụng đúng.

i) Không được lắp lẫn các ngăn của các nhà chế tạo khác nhau, có dung lượng, cỡ hoặc loại khác nhau trong cùng một acquy.

j) Đến gặp bác sỹ ngay nếu nuốt phải ngăn hoặc acquy;

k) Tham vấn nhà chế tạo ngăn hoặc acquy về số lượng lớn nhất các ngăn có thể được lắp trong acquy và cách an toàn nhất có thể nối các ngăn.

l) Cần có bộ nạp dành riêng đối với từng thiết bị. Hướng dẫn nạp đầy đủ cần được cung cấp cho tất cả các ngăn và acquy thứ cấp sẵn sàng để bán.

m) Giữ các ngăn và acquy sạch và khô.

n) Lau các đầu nối của ngăn hoặc acquy bằng miếng vải khô, sạch nếu chúng bị bẩn.

o) Các ngăn và acquy thứ cấp cần được nạp trước khi sử dụng. Luôn tham khảo hướng dẫn của nhà chế tạo ngăn hoặc acquy và sử dụng quy trình nạp đúng.

p) Không duy trì nạp ngăn hoặc acquy thứ cấp khi không sử dụng.

q) Sau thời gian bảo quản dài, cần nạp và phóng các ngăn hoặc acquy vài lần để có tính năng tốt nhất.

r) Giữ các tài liệu gốc của ngăn hoặc acquy cho những lần sử dụng sau này.

s) Khi thải bỏ các ngăn hoặc acquy thứ cấp, giữ ngăn hoặc acquy có hệ thống điện hóa khác nhau riêng rẽ với nhau.

Phụ lục C

(tham khảo)

Khuyến cáo cho người sử dụng

Dưới đây thể hiện danh mục điển hình, nhưng chưa phải đầy đủ, lời khuyên tốt do nhà chế tạo các ngăn và acquy thứ cấp cung cấp cho người sử dụng.

a) Không tháo dỡ, mở hoặc chia nhỏ các ngăn.

b) Đặt acquy ngoài tầm với của trẻ em. Trẻ em sử dụng acquy cần có sự giám sát. Đặc biệt giữ các acquy nhỏ ngoài tầm với của trẻ nhỏ.

c) Đến gặp bác sỹ ngay nếu nuốt phải ngăn hoặc acquy;

d) Không để ngăn hoặc acquy tiếp xúc với nguồn nhiệt hoặc cháy. Tránh ánh sáng trực tiếp.

e) Không nối tắt ngăn hoặc acquy. Không bảo quản các ngăn hoặc acquy bừa bãi trong hộp hoặc ngăn kéo vì chúng có thể nối tắt với nhau hoặc bị ngắn mạch bởi các vật liệu dẫn khác.

f) Không lấy ngăn hoặc acquy ra khỏi bao gói ban đầu của chúng cho đến khi cần sử dụng.

g) Không để ngăn hoặc acquy chịu rung xóc cơ khí.

h) Khi có rò rỉ ngăn, không được để chất lỏng tiếp xúc với da hoặc mắt. Nếu bị tiếp xúc, cần rửa vùng bị tiếp xúc bằng nhiều nước rồi đến gặp bác sỹ.

i) Không sử dụng bộ nạp khác với bộ nạp được cung cấp riêng để sử dụng với thiết bị.

j) Tuân thủ dấu cộng (+) và trừ (-) trên ngăn, acquy và thiết bị và đảm bảo sử dụng đúng.

k) Không sử dụng ngăn hoặc acquy không được thiết kế để sử dụng với thiết bị.

l) Không được lắp lẫn các ngăn của các nhà chế tạo khác nhau, có dung lượng, cỡ hoặc loại khác nhau trong cùng một acquy.

m) Luôn mua acquy được khuyến cáo bởi nhà chế tạo thiết bị.

n) Giữ các ngăn và acquy sạch và khô.

o) Lau các đầu nối của ngăn hoặc acquy bằng miếng vải khô, sạch nếu chúng bị bẩn.

p) Các ngăn và acquy thứ cấp cần được nạp trước khi sử dụng. Luôn sử dụng đúng bộ nạp và tham khảo hướng dẫn của nhà chế tạo ngăn hoặc acquy và sử dụng quy trình nạp đúng.

q) Không duy trì nạp ngăn hoặc acquy thứ cấp khi không sử dụng.

r) Sau thời gian bảo quản dài, cần nạp và phóng các ngăn hoặc acquy vài lần để có tính năng tốt nhất.

s) Giữ các tài liệu gốc của ngăn hoặc acquy cho những lần sử dụng sau này.

t) Chỉ sử dụng ngăn hoặc acquy trong ứng dụng dự kiến.

u) Khi có thể, lấy acquy khỏi thiết bị khi không sử dụng.

v) Thải bỏ đúng cách.

Phụ lục D

(quy định)

Phép đo điện trở xoay chiều bên trong đối với các ngăn cúc áo

D.1  Quy định chung

Phụ lục D đưa ra phương pháp để đo điện bên trong của ngăn cúc áo để xác định xem có yêu cầu thử nghiệm theo Bảng 1 không.

D.2  Phương pháp

a) Yêu cầu

Để đo điện trở bên trong của ngăn cúc áo để xác định xem điện trở bên trong của ngăn có nhỏ hơn hoặc bằng 3 Ω và có yêu cầu thử nghiệm theo Bảng 1 không. Xem Điều 6.

b) Thử nghiệm

Cần một mẫu gồm ba ngăn cúc áo cho thử nghiệm này.

Bước 1 - Các ngăn phải được nạp, ở nhiệt độ môi trường 20 °C ± 5 °C, sử dụng phương pháp do nhà chế tạo công bố.

Bước 2 - Các ngăn phải được bảo quản, ở nhiệt độ môi trường 20 °C ± 5 °C, trong không ít hơn 1 h và không nhiều hơn 4 h.

Bước 3 - Phép đo điện trở xoay chiều bên trong phải được thực hiện như dưới đây.

Điện áp xoay chiều bên trong, U_a, phải được đo khi đặt vào ngắn một dòng điện hiệu dụng xoay chiều, I_a, ở tần số 1,0 kHz ± 0,1 kHz trong khoảng thời gian từ 1 s đến 5 s.

Điện trở trong xoay chiều, R_ac, được cho bởi:

trong đó

U_a là điện áp hiệu dụng xoay chiều;

I_a là dòng điện hiệu dụng xoay chiều.

CHÚ THÍCH 1: Dòng điện xoay chiều được chọn sao cho điện áp đỉnh thấp hơn 20 mV.

CHÚ THÍCH 2: Phương pháp này sẽ đo trở kháng mà, trong dải tần quy định, xấp xỉ bằng điện trở.

CHÚ THÍCH 3: Đấu nối với đầu nối của acquy được thực hiện theo cách sao cho các tiếp điểm đo điện áp được tách rời khỏi tiếp điểm sử dụng để mang dòng.

c) Tiêu chí chấp nhận

Các ngăn cúc áo có điện trở trong nhỏ hơn hoặc bằng 3 Ω được cho chịu thử nghiệm theo Điều 6 và Bảng 1. Các ngăn cúc áo có điện trở trong lớn hơn 3 không yêu cầu thử nghiệm thêm.

Phụ lục E

(tham khảo)

Bao gói và vận chuyển

Mục đích của bao gói các ngăn và acquy thứ cấp để vận chuyển nhằm tránh ngắn mạch, hỏng về cơ và thâm nhập hơi ẩm có thể có. Vật liệu và thiết kế của bao gói cần được chọn sao cho tránh tạo ra sự dẫn điện không chủ ý, ăn mòn đầu nối và thâm nhập tạp chất từ môi trường.

Các ngăn và acquy lithium ion được quản lý bởi ICAO (International Civil Aviation Organization), IATA (International Air Transport Association), IMO (International Maritime Organization) và các cơ quan khác thuộc chính phủ.

Các quy định liên quan đến vận chuyển quốc tế các acquy lithium thứ cấp dựa trên các khuyến cáo của UN về vận chuyển hàng hóa nguy hiểm. Các yêu cầu thử nghiệm được xác định trong sổ tay về thử nghiệm và tiêu chí của UN. Vì các quy định này có thể thay đổi, cần tham khảo phiên bản mới nhất.

Để tham khảo, các thử nghiệm về vận chuyển cũng được cho trong IEC 62281.

Phụ lục F

(tham khảo)

Tiêu chuẩn của các bộ phận hợp thành

Các thành phần liên quan đến an toàn của acquy cần đáp ứng tiêu chuẩn cho bộ phận hợp thành, nếu thuộc đối tượng áp dụng. Xem Bảng F.1 đối với các tiêu chuẩn có thể áp dụng cho các bộ phận hợp thành của acquy.

Bảng F.1 - Tiêu chuẩn của các bộ phận hợp thành

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] IEC 60050-351:2013, International Electrotechnical Vocabulary - Part 351: Control technology

[2] IEC 60051 (all parts), Direct acting indicating analogue electrical measuring instruments and their accessories)

[3] IEC 60664 (all parts), Insulation coordination for equipment within low-voltage systems

[4] IEC 61434, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Guide to designation of current in alkaline secondary cell and battery standards

[5] IEC TR 61438, Possible safety and health hazards in the use of alkaline secondary cells and batteries - Guide to equipment manufacturers and users

[6] IEC TR 62188, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Design and manufacturing recommendations for portable batteries made from sealed secondary cells

[7] IEC 62281, Safety of primary and secondary lithium cells and batteries during transport

[8] IEC TR 62914, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Experimental procedure for the forced internal short-circuit test of IEC 62133:2012

[9] ISO 6208, Nickel and nickel alloy plate, sheet and strip

[10] ISO 7619-1, Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of indentation hardness - Part 1: Durometer method (Shore hardness)

[11] ISO 8124-1, Safety of toys - Part 1: Safety aspects related to mechanical and physical properties

[12] United Nations, New York & Geneva, Recommendations on the Transport of Dangerous Goods, Manual of Tests and Criteria, Chapter 38.3

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Dung sai của phép đo các tham số

5  Lưu ý chung về an toàn

6  Thử nghiệm điển hình và cỡ mẫu

7  Yêu cầu cụ thể và thử nghiệm

8  Thông tin về an toàn

9  Ghi nhãn

10  Bao gói và vận chuyển

Phụ lục A (quy định) - Phạm vi nạp và phóng điện của các ngăn lithium ion thứ cấp để sử dụng an toàn

Phụ lục B (tham khảo) - Khuyến cáo cho nhà chế tạo thiết bị và người lắp ráp acquy

Phụ lục C (tham khảo) - Khuyến cáo cho người sử dụng

Phụ lục D (quy định) - Phép đo điện trở xoay chiều bên trong đối với các ngăn cúc áo

Phụ lục E (tham khảo) - Bao gói và vận chuyển

Phụ lục F (tham khảo) - Tiêu chuẩn của các bộ phận hợp thành

Thư mục tài liệu tham khảo