Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Портативные герметичные аккумуляторы. Часть 1. Никель-кадмий

ГОСТ Р МЭК 61951-1-2004

Группа Е51

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной
и другие некислотные электролиты

ПОРТАТИВНЫЕ ГЕРМЕТИЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

Часть 1

Никель-кадмий

Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes -
Portable sealed rechargeable single cells - Part 1: Nickel-cadmium

МКС 29.220.30
ОКП 34 8230

Дата введения 2005-01-01

Задачи, основные принципы и правила проведения работ по государственной стандартизации в Российской Федерации установлены ГОСТ Р 1.0-92 "Государственная система стандартизации Российской Федерации. Основные положения" и ГОСТ Р 1.2-92 "Государственная система стандартизации Российской Федерации. Порядок разработки государственных стандартов"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией "НТЦСЭ "ИСЭП" на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 044 "Аккумуляторы и батареи"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 9 марта 2004 г. N 138-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61951-1:2001 "Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Портативные герметичные аккумуляторы. Часть 1. Никель-кадмий".

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении А

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст этих изменений - в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"

Введение

1 Настоящий стандарт является объединением всех действующих стандартов на портативные герметичные никель-кадмиевые аккумуляторы: МЭК 60285:1999, МЭК 60509:1988, МЭК 61440:1997 и имеет целью сократить количество стандартов этой номенклатуры без изменения технической сущности действующих стандартов. В дальнейшем стандарт будет совершенствоваться, а количество стандартов этой номенклатуры будет существенно сокращено.

2 Изготовители и потребители щелочных аккумуляторов и батарей традиционно выражают токи заряда и разряда аккумуляторов и батарей как кратные величины их емкости. Например, ток 20 А, используемый для заряда аккумулятора номинальной емкостью 100 А·ч, может быть выражен как А или 0,2 А. Этот метод обозначения токов используют во всех стандартах на щелочные аккумуляторы и батареи.

Было высказано замечание, что такой метод обозначения тока некорректен с точки зрения размерности, так как кратность емкости будет выражаться в ампер-часах, а не в амперах, как требуется для токов.

В настоящем стандарте используется метод, установленный МЭК 61434:1996. Кратко, метод устанавливает, что ток, рекомендованный для испытаний, , А, будет выражен формулой

ч,

где - номинальная емкость установленная изготовителем, А·ч;

- продолжительность разряда основного режима, для которого установлена номинальная емкость, ч.

1 Общие положения

1.1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к маркировке, конструкции и размерам, а также основные технические требования и методы испытаний портативных герметичных никель-кадмиевых малогабаритных призматических, цилиндрических и дисковых аккумуляторов, используемых в любой области применения.

1.2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты:

МЭК 60051 (все части) Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним

МЭК 60068-2-29:1987 Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Испытание Еb и руководство. Удар

МЭК 60086 (все части) Первичные батареи

МЭК 60410:1973 Планы отбора и процедуры контроля

МЭК 60485:1974 Цифровые электронные вольтметры постоянного тока и аналого-цифровые электронные преобразователи постоянного тока.

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю "Государственные стандарты", составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

1.3 Определения

В настоящем стандарте применимы следующие термины с соответствующими определениями:

1.3.1 малогабаритный призматический аккумулятор: Аккумулятор в форме прямоугольного параллелепипеда, ширина и толщина которого не более 25 мм.

1.3.2 цилиндрический аккумулятор: Аккумулятор с поперечным сечением в форме круга, общая высота которого равна или больше его диаметра.

1.3.3 дисковый аккумулятор: Аккумулятор с поперечным сечением в форме круга, общая высота которого меньше его диаметра.

1.3.4 герметичный аккумулятор: Аккумулятор, который остается закрытым и не пропускает газ или жидкость при работе в режимах заряда и температуре, установленных изготовителем. Аккумулятор снабжается устройством, предохраняющим его от опасного высокого внутреннего давления.

Аккумулятор не требует дополнительной заливки электролита и предназначен для работы в исходном герметичном состоянии на протяжении всего срока службы.

1.3.5 номинальное напряжение аккумулятора: Номинальное напряжение аккумулятора, равное 1,2 В.

1.3.6 портативная батарея (портативный аккумулятор): Легкопереносимая вручную батарея (аккумулятор, в составе легкопереносимой вручную батареи).

1.3.7 номинальная емкость: Количество электричества (А·ч), указанное изготовителем, которое может отдать аккумулятор при разряде током 0,2 А до конечного напряжения 1 В и температуре 20 °С после заряда, хранения и разряда в условиях, установленных в разделе 4.

1.4 Допустимые отклонения измерений

Общая точность контролируемых или измеряемых величин относительно заданных или фактических величин должна находиться в пределах:

a) ±1% для напряжения;

b) ±1% для тока;

c) ±1% для емкости;

d) ±2% для температуры;

e) ±0,1% для времени.

Эти допуски включают в себя комплексную точность измерительных приборов, точность используемых методов измерения и все другие источники погрешностей, возникающих при испытаниях.

При выборе измерительных приборов следует руководствоваться МЭК 60051 для аналоговых приборов и МЭК 60485 для цифровых приборов. Сведения об используемых приборах должны содержаться в каждом отчете с результатами испытаний.

2 Обозначение и маркировка

2.1 Обозначение аккумулятора

2.1.1 Малогабаритные призматические аккумуляторы

Герметичные никель-кадмиевые малогабаритные призматические аккумуляторы должны обозначаться буквами KF, а также следующими за ними тремя группами цифр, разделенными наклонными линиями.

a) Первая группа цифр (две цифры) означает максимальную ширину аккумулятора в миллиметрах, округленную до следующего целого числа.

b) Вторая группа цифр (две цифры) означает толщину аккумулятора в миллиметрах, округленную до следующего целого числа.

c) Третья группа цифр (две цифры) означает максимальную высоту аккумулятора в миллиметрах, округленную до следующего целого числа.

Пример обозначения герметичного никель-кадмиевого малогабаритного призматического аккумулятора шириной 18 мм, толщиной 7 мм и высотой 49 мм:

KF 18/07/49

2.1.2 Цилиндрические аккумуляторы

Герметичные никель-кадмиевые цилиндрические аккумуляторы должны обозначаться буквами KR, а также следующими за ними одной из букв L, М, Н или X, указывающими, для какого основного режима разряда предназначен аккумулятор: длительного (L), среднего (М), короткого (Н) или сверхкороткого (Х), после которых следуют две группы цифр, разделенные наклонной линией.

Примечание - Для аккумуляторов этих типов рекомендованы следующие режимы разряда:

L - типичный ток разряда не более 0,5 А;

М - типичный ток разряда от 0,5 до 3,5 А;

Н - типичный ток разряда от 3,5 до 7,0 А;

Х - типичный ток разряда от 7 до 15 А.

Для аккумулятора, предназначенного для работы в режиме длительного заряда при повышенной температуре, к обозначению добавляют букву Т после L, М или Н.

a) Первая группа цифр (две цифры) означает максимальный диаметр аккумулятора в миллиметрах, округленный до следующего целого числа.

b) Вторая группа цифр (две цифры) означает максимальную высоту аккумулятора в миллиметрах, округленную до следующего целого числа.

В случае, если производитель проектирует аккумулятор с размерами и допусками, обеспечивающими их взаимозаменяемость с первичными элементами, обозначение первичного элемента также может наноситься на аккумулятор.

Пример обозначения герметичного никель-кадмиевого цилиндрического длительного режима разряда диаметром 33 мм и высотой 62 мм:

KRL 33/62

То же, предназначенного для работы в режиме длительного заряда при повышенной температуре:

KRLT 33/62

2.1.3 Дисковые аккумуляторы

Герметичные никель-кадмиевые дисковые аккумуляторы должны обозначаться буквами KB, a также следующими за ними одной из букв L, М или Н, указывающими, для какого основного режима разряда предназначен аккумулятор: длительного (L), среднего (М) или короткого (Н), после которых следуют две группы цифр, разделенные наклонной линией.

a) Первая группа цифр (три цифры) означает максимальный диаметр аккумулятора, выраженный в десятых долях миллиметра, округленный до следующего целого числа.

b) Вторая группа цифр (три цифры) означает максимальную высоту аккумулятора, выраженную в десятых долях миллиметра, округленную до следующего целого числа.

Пример обозначения герметичного никель-кадмиевого дискового аккумулятора длительного режима разряда толщиной 11,6 мм и высотой 5,5 мм:

KBL 116/055

2.2 Выводы аккумуляторов

Следующие варианты типов выводов могут быть применены для цилиндрических аккумуляторов.

Примечание - Настоящий стандарт не устанавливает требований к выводам малогабаритных призматических и дисковых аккумуляторов

2.2.1 Аккумуляторы без выводов (CF)

Аккумуляторы без соединительных выводов обозначают буквами CF (см. рисунок 1).

Рисунок 1 - Аккумуляторы без выводов

ГОСТ Р МЭК 61951-1-2004 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Портативные герметичные аккумуляторы. Часть 1. Никель-кадмий

Рисунок 1 - Аккумуляторы без выводов

Например: KRH 33/62 CF или KRMT 33/62 CF.

2.2.2 Аккумуляторы с соединительными выводами на крышке и вдоль корпуса (НН)

Аккумуляторы, размещаемые в ряд в одном направлении и соединяемые последовательно, будут составлять батареи с различным напряжением.

При таком размещении один соединительный вывод должен быть присоединен к крышке аккумулятора (положительный полюс), а другой - к его корпусу вдоль цилиндрической стенки (отрицательный полюс), причем оба вывода должны располагаться в одной плоскости, если иное не установлено потребителем (см. рисунок 2).

Рисунок 2 - Расположение крышка - крышка

В этом случае к обозначению аккумулятора добавляют буквы НН (крышка - крышка).

Например: KRH 33/62 НН или KRMT 33/62 НН.

2.2.3 Аккумуляторы с соединительными выводами на крышке и дне корпуса (НВ)

Аккумуляторы, размещаемые в ряд, крышкой одного аккумулятора к дну другого и соединяемые последовательно.

При таком размещении один соединительный вывод должен быть присоединен к крышке аккумулятора (положительный полюс), а другой - к дну корпуса аккумулятора (отрицательный полюс), причем оба вывода должны располагаться параллельно друг другу и быть направлены в противоположные стороны, если иное не установлено потребителем (см. рисунок 3). В этом случае к обозначению аккумулятора добавляют буквы НВ (крышка - дно).

Рисунок 3 - Расположение крышка - дно

Например: KRH 33/62 НВ или KRMT 33/62 НВ.

2.3 Маркировка

2.3.1 Малогабаритные призматические и цилиндрические аккумуляторы

Каждый аккумулятор без выводов должен иметь прочную маркировку, содержащую следующую минимальную информацию, если иное не установлено потребителем:

- надпись "Герметичный, перезаряжаемый никель-кадмиевый" или "Ni-Cd";

- обозначение аккумулятора согласно 2.1;

- номинальную емкость;

- номинальное напряжение;

- рекомендации по режиму и продолжительности заряда или предварительному току заряда для аккумуляторов типа Т;

- полярность;

- год и квартал изготовления (могут быть закодированы);

- наименование или обозначение изготовителя или поставщика.

Примечание - В случае, если аккумуляторы с выводами являются неотъемлемой частью батареи и не имеют этикеток, то батарея должна иметь маркировку, содержащую вышеуказанную информацию.

2.3.2 Дисковые аккумуляторы

Каждый дисковый аккумулятор должен иметь прочную маркировку, содержащую следующую минимальную информацию, если иное не установлено потребителем:

- обозначение аккумулятора согласно 2.1;

- полярность;

- год и квартал изготовления (могут быть закодированы);

- наименование или обозначение изготовителя или поставщика.

3 Размеры

3.1 Малогабаритные призматические аккумуляторы

Рисунок 4 - Малогабаритный призматический аккумулятор в чехле

Таблица 1 - Размеры малогабаритных призматических аккумуляторов в чехлах

В миллиметрах

Обозначение аккумулятора	Ширина		Толщина		Высота
	Номин.	Пред. откл.	Номин.	Пред. откл.	Номин.	Пред. откл.
KF 18/07/41					40,2	0-1,0
KF 18/07/49					48,2
KF 18/09/49	17,3	0-1,0		0-0,7
KF 18/07/68
KF 18/09/68
KF 18/11/68			10,5		67,3	0-1,5
KF 18/18/68			17,3	0-1,0
KF 23/15/68	23,0		14,7

3.2 Цилиндрические аккумуляторы

Рисунок 5 - Цилиндрический аккумулятор в чехле, взаимозаменяемый с первичными элементами

В таблице 2 приведены размеры аккумуляторов в чехлах, взаимозаменяемые с первичными элементами.

Таблица 2 - Цилиндрические аккумуляторы, взаимозаменяемые с первичными элементами

Обозначение* аккумулятора	Первичный элемент** по МЭК 60086	Размеры
KR03
		Все размеры должны соответствовать МЭК 60086-2
KR14
KR20
* Обозначение соответствует МЭК 60086-1. ** В некоторых странах первичные элементы имеют обозначения AAA(R03), AA(R6), C(R14), D(R20).

В таблице 3 приведены размеры других аккумуляторов в чехлах, кроме взаимозаменяемых с первичными элементами.

Таблица 3 - Размеры цилиндрических аккумуляторов (без учета соединительных выводов)

В миллиметрах

Обозначение* аккумулятора	Диаметр		Высота
	Номин.	Пред. откл.	Номин.	Пред. откл.
KR11/45	10,5		44,5
KR12/30	12,0		30,0
KR15/18			17,5
KR15/30	14,5		30,0
KR15/51		0-0,7	50,5
KR17/18			17,5	0-1,5
KR17/29	17,0		28,5
KR17/43			43,0
KR17/50			50,0
KR23/27			26,5
KR23/34	23,0		34,0
KR23/43			43,0
KR26/31	25,8	0-1,0	31,0
KR26/50			50,0
KR33/44			44,0	0-2,0
KR33/62	33,0		61,5
KR33/91			91,0	0-2,5
KR44/91	43,5	0-2,5	91,0
* После букв KR в зависимости от режима разряда указывают буквы L, М, Н или Х и LT, МТ или HT (см. 2.1).

3.3 Дисковые аккумуляторы

Конструкция аккумуляторов должна соответствовать рисунку 1 и (или) 2.

Рисунок 6 - Дисковые аккумуляторы

Примечание - Полярность аккумуляторов, изображенных на рисунке 1, настоящим стандартом не устанавливается.

Рисунок 6 - Дисковые аккумуляторы

В таблице 4 приведены размеры дисковых аккумуляторов.

Таблица 4 - Размеры дисковых аккумуляторов

В миллиметрах

Обозначение аккумулятора*	Диаметр		Высота
	Номин.	Пред. откл.	Номин.	Пред. откл.
KB 116/055**	11,6
KB 156/048	15,6
KB 156/061
KB 222/050	22,2	0-0,3
KB 229/055	22,9			0-0,6
KB 232/030
KB 232/055	23,2
KB 232/067
KB 252/064
KB 252/077	25,2
KB 252/095				0-1,0
KB 346/055	34,6	0-0,4		0-0,6
KB 346/098
KB 432/081	43,2			0-1,0
KB 505/105	50,5		10,5
* После букв KB в зависимости от режима разряда указывают буквы L, М или Н (см. 2.1). ** Взаимозаменяем с первичным элементом R44.

4 Электрические испытания

Токи заряда и разряда при испытаниях согласно 4.1-4.9 должны быть установлены на основе номинальной емкости аккумулятора.

Во всех испытаниях, за исключением 4.7, не должна наблюдаться утечка электролита.

4.1 Метод заряда

Заряд, предшествующий различным режимам разряда, если иное не установлено в настоящем стандарте, проводят при температуре окружающей среды (20±5) °С постоянным током 0,1 А в течение 16 ч.

Аккумулятор перед зарядом должен быть разряжен при температуре (20±5) °С постоянным током 0,2 А до конечного напряжения 1 В.

4.2 Разрядные характеристики

Испытания на проверку разрядных характеристик должны проводиться в следующей последовательности

4.2.1 Разрядная характеристика при 20 °С

Аккумулятор должен быть заряжен согласно 4.1. После заряда аккумулятор должен быть выдержан при температуре окружающей среды (20±5) °С не менее 1 ч, но не более 4 ч.

Аккумулятор должен быть разряжен постоянным током при температуре (20±5) °С согласно таблицам 5, 6 или 7. Продолжительность разряда должна быть не менее установленной в тех же таблицах.

Таблица 5 - Разрядные характеристики малогабаритных призматических аккумуляторов при 20 °С

Режим разряда		Минимальная продолжительность разряда
Ток, А	Конечное напряжение, В
0,2 *
1,0		42 мин
* Допускается проведение пяти заряд-разрядных циклов. Испытание может быть закончено, если продолжительность разряда будет достигнута ранее пятого цикла.

Таблица 6 - Разрядные характеристики цилиндрических аккумуляторов при 20 °С

Режим разряда		Минимальная продолжительность разряда для аккумуляторов типов
Ток, А	Конечное напряжение, В	L/LT	М/МТ	Н/НТ
0,2 *
1,0			42 мин	48 мин	54 мин
5,0 **				6 мин	9 мин
10,0 **					4 мин
* Допускается проведение пяти заряд-разрядных циклов. Испытание может быть закончено, если продолжительность разряда будет достигнута ранее пятого цикла. ** Перед испытаниями на разряд токами 5,0 и 10,0 А, в случае необходимости, может быть проведен тренировочный цикл. Он должен проводиться при температуре (20±5) °С и состоять из заряда током 0,1 А согласно 4.1 и разряда током 0,2 А согласно 4.2.1.

Таблица 7 - Разрядные характеристики дисковых аккумуляторов при 20 °С

Режим разряда		Минимальная продолжительность разряда для аккумуляторов типов
Ток, А	Конечное напряжение, В
0,2 *
1,0		-	48 мин	51 мин
5,0 **				6 мин
* Допускается проведение пяти заряд-разрядных циклов. Испытание может быть закончено, если продолжительность разряда будет достигнута ранее пятого цикла. ** Перед испытаниями на разряд токами 5,0 А, в случае необходимости, может быть проведен тренировочный цикл. Он должен проводиться при температуре (20±5) °С и состоять из заряда током 0,1 А согласно 4.1 и разряда током 0,2 А согласно 4.2.1.

4.2.2 Разрядная характеристика при минус 18 °С

Аккумулятор должен быть заряжен согласно 4.1. После заряда аккумулятор должен быть выдержан не менее 16 ч, но не более 24 ч при температуре окружающей среды минус (18±2) °С.

Аккумулятор должен быть разряжен постоянным током при температуре окружающей среды минус (18±2) °С согласно таблицам 8, 9 или 10. Продолжительность разряда должна быть не менее установленной в тех же таблицах.

Таблица 8 - Разрядные характеристики малогабаритных призматических аккумуляторов при минус 18 °С

Режим разряда		Минимальная продолжительность разряда
Ток, А	Конечное напряжение, В
0,2	1,0	3 ч
1,0	0,9	15 мин

Таблица 9 - Разрядные характеристики цилиндрических аккумуляторов при минус 18 °С

Режим разряда		Минимальная продолжительность разряда для аккумуляторов типов
Ток, А	Конечное напряжение, В	L/LT
0,2
1,0			15 мин	10 мин	30 мин	20 мин	36 мин
2,0 *					9 мин	6 мин	13 мин
3,0 *							7 мин
* Перед испытаниями на разряд токами 2,0 и 3,0 А, в случае необходимости, может быть проведен тренировочный цикл. Он должен проводиться при температуре (20±5) °С и состоять из заряда током 0,1 А согласно 4.1 и разряда током 0,2 А согласно 4.2.1.

Таблица 10 - Разрядные характеристики дисковых аккумуляторов при минус 18 °С

Режим разряда		Минимальная продолжительность разряда для аккумуляторов типов
Ток, А	Конечное напряжение, В
0,2			2 ч 45 мин
1,0			12 мин	30 мин
2,0 *				9 мин
* Перед испытанием на разряд током 2,0 А, в случае необходимости, может быть проведен тренировочный цикл. Он должен проводиться при температуре (20±5) °С и состоять из разряда током 0,1 А согласно 4.1 и разряда током 0,2 А согласно 4.2.1.

4.3 Сохранность заряда (емкости)

Сохранность заряда (емкости) аккумулятора должна быть проверена следующим испытанием.

После заряда согласно 4.1 аккумулятор должен храниться при разомкнутой цепи в течение 28 сут. Среднее значение температуры окружающей среды должно быть (20±2) °С, однако во время хранения допускается кратковременное отклонение температуры ±5 °С.

Затем аккумулятор должен быть разряжен в условиях, установленных 4.2.1, постоянным током 0,2 А.

Продолжительность разряда после 28 сут хранения должна быть не менее:

3 ч - для малогабаритных призматических аккумуляторов;

3 ч 15 мин - для цилиндрических аккумуляторов;

3 ч 15 мин - для дисковых аккумуляторов типа Н;

3 ч 45 мин - для дисковых аккумуляторов типов L и М.

4.4 Наработка

4.4.1 Наработка в циклах

Аккумулятор перед испытанием на наработку в циклах должен быть разряжен постоянным током 0,2 А до конечного напряжения 1 В.

Испытание проводят при температуре окружающей среды (20±5) °С независимо от типа аккумулятора.

Заряд и разряд должны проводиться постоянным током циклами в режимах, указанных в таблицах 11, 11а, 11б и 12. При необходимости, во время испытания должно применяться принудительное воздушное охлаждение корпуса аккумулятора для предотвращения повышения его температуры выше 35 °С.

Примечание - Фактическая температура корпуса аккумулятора определяется конструкцией аккумулятора, а не температурой окружающей среды.

Таблица 11 - Наработка в циклах малогабаритных призматических и цилиндрических аккумуляторов

Номер цикла	Режим заряда		Время хранения в заряженном состоянии	Режим разряда
	Ток, А	Продолжительность		Ток, А	Продолжительность
	0,10	16 ч			2 ч 20 мин
2-48	0,25	3 ч 10 мин		0,25