一般應用的鉛酸蓄電池（閥控式類型）

第一部分：性能測試實驗方法及要求

前言

1) IEC系國際電工委員會的簡稱，是一個負責電工技術標準化的國際組織。國際電工委員會是以促進國際間在電氣或電子領域的合作為目的的。其中所涉及的范圍領域較廣。國際電工委員受委托后會對涉及某一領域的標準進行規定及提供測試方法，其中在出版發行的工作中有官方和非官方組織會參于籌備工作。最后在國際電工委員會和國際標準化( 英文縮寫： ISO )組織兩個國際組織共同協商合作一致的條件下完成標準的確立。

2) 標準的的形成制定均通過國際電工委員會及其它國際相關組織的的技術判定審核，其盡可能代表多數組織的決定。

3) 本標準為國際標準組織制定同時建議成為國際標準使用，其中標準的技術規格、技術報告或技術指導方面內容形式均為其國際委員會承擔制作的。

4) 為了促進國際間的統一，IEC國際電工委員會在國家和地區間采取適用于國際的最大程度透明化的國際標準。在標準的后面，將明確IEC標準和國家或地區標準之間存在的任何分歧。

5) IEC未提供使用認可標志的任何程序，當宣稱其產品符合相應的IEC標準時，IEC概不負責。

6) 盡可能的對這份國際標準內容的專利權利引起注意。標準不將對任何鑒定或諸如專利權負責。IEC 61056國際標準由IEC技術委員會監制 21: 二次電池

這是經過技術修訂之后的第二版，取代了由1991年出版的第一版。

本標準是建立在下列文件基礎上的:

FDIS	建議報告
21/568/FDIS	21/573/RVD

 

表決批準本標準的詳細數據均可在上表列出的表決報告中查閱。

依據ISO/IEC擬定草案指導出版發行，Part 3.

IEC61056一般應用的鉛酸蓄電池（閥控式類型）包括以下幾部分：

第一部分： 測試方法及一般要求

第二部分： 尺寸，端子及印刷商標

第三部分： 電應用方面的安全說明

通過標準委員會一致決定本標準有效期至2009年。到期后，出版社將會對標準的內容條款重新審核確認、取消刪除、修訂補充編輯或改善。

  

一般應用的鉛酸蓄電池（閥控式類型）

第一部分：性能測試試驗方法及要求

1 范圍目標

IEC 61056 這部分標準詳細說明了電池性能測試的試驗方法及其要求。

此標準適用于所有一般應用場合的閥控式鉛酸蓄電池，不論電池是循環使用還是浮充使用的情況，在便攜式設備，諸如，組合工具，玩具，應急燈和不間斷電源等。這種鉛酸電池可以是方形電槽的平板式電極，也可以是圓柱型電槽的卷繞式電極。電池中的硫酸電解液是在兩電極間固定不動的，其是由多孔隔離板或膠體來固定。

注： 電池尺寸，端子和標簽印刷的要求在IEC 61056-2中有相關要求.

IEC 61056這部會標準不適用于以下電池：

應用在引擎起動用類型的鉛酸蓄電池或牽引電池，及固定式電池。

為滿足本標準的相關要求，廠商提出的性能數據應該要符合這些測試程序。這些測試也可作為等級限制的測試條件。

2 引用標準

以下列出了此標準的參考文件，對于有日期限制的參考文件，僅僅是引用當時的發行版本，對于無日期限制參考文件，則是參考最新的發行版次文件。

IEC 60050(486), 國際電子詞匯表(IEV) –486章: 二次電池部分

IEC 60417 (所有部), 設備繪圖符號表示法

 

3 一般要求

3.1 結構

3.1.1 電池是由一個或更多的單體電池組成，復合電池可以是由幾個單體電池通過機械及電子的連接方法組裝而成。電池內的單體電池的數量由 ”n” 來表示。

3.1.2 電池應該是閥控式，安全閥要能防止外部氣體進入單體電池內，但是內部的氣體能通過安全閥排出，并且電槽在承受一定的內壓時，不能有破裂等損壞現象。

3.1.3 電池的設計要能添加電解液，并且電池在指定的任何方向存儲或放電時，不得有漏液現象發生。另外電池在倒置方向，溫度20℃，最大濕度80％的條件下放置一年不得有漏液。

3.1.4 電池的所有組件，例如，端子，內部連接，電槽等應該符合4.4的規定。

3.1.5 充電時，電池不能安放在超過垂直面90℃的方向。 

3.2 機械強度

電池應該能經受一般運輸過程中的機械壓力，振動和沖擊等。

3.3 名稱

電池的印刷版面至少應該包含以下項目：

----  生產商名稱和參考類型

----  額定容量

----  額定電壓

----  生產日期

----  依照國際標準要求的循環及安全標識

如果電池的特性值與條款4中的要求不同，則需要在電池說明里進行闡述。附加信息諸如充電電壓或充電電流，不同放電倍率下的容量，電池重量等，應該隨電池一起附帶。

3.4 極性標識

電池需要標記兩端子的極性，在靠近端子的中蓋的正極標記為 +，負極標記為 – 。

4.功能特性及要求

4.1 容量

4.1.1 電池的容量是指其存儲電能的能力，用安時（AH）表示，隨著放電條件的不同，容量是變化的。

4.1.2 額定容量C20作為參考值，由廠商定義為新電池在25℃下以I20=C20/20進行放電的容量，放電時間為20小時，終止電壓為Uf = n * 1.75V。

4.1.3額定容量C1作為參考值，由廠商定義為新電池在25℃下以I1=C1/1進行放電的容量，放電時間為1小時，終止電壓為Uf = n * 1.6V。

4.1.4 電池的實際容量Ca定義為，電池全充電后以I20的電流按6.2條款進行放電，所得容量值與C20理論容量進行對比，或者電池運行一段時間后，其容量的保持狀況。

4.1.5 以6.2條款定義電池的實際容量也可以用生產商指定的其它條件下的特定參數來定義（例如，C1）。如果是這樣，那么其放電電流I20也要根據特定的放電條件做相應的改變。

4.2 壽命

4.2.1 循環壽命

測試電池循環充放電的性能，此循環性能測試是在放電深度50％的條件下進行，放電電流為I = 3,4×I20 或 I = 5×I20 ，電池實際容量降為理論容量的50％時循環終止，總的循環次數不低于200。

4.2.2 浮充壽命

此測試要求測試電池的浮充狀態下的性能，電池一直處于定電壓下充電，保持電池是在全充電狀態下，當電池在25°C下運行2年，或在40°C下運行8個月之后，以6.5條款測試電池容量需要滿足要求。 

4.3 荷電保持率

先測試電池的初始實際容量Ca，電池在經過6.7條款的存儲條件之后，再用I20電流進行放電測電池的實際容量，要求電池的實際容量Ca保持率在75％以上。

4.4 最大放電電流

電池需要承受電流Im = 40 × I20放電300 s或以Ih = 200 × I20電流放電 5 s。

如果沒有特別說明，電池不得有變形或其它的損壞（參考6.8條款）

4.5 深放電接受性能

此項測試旨在說明電池在經受深放電之后的充電接受性能，充電條件為定電壓Uc（Uc值參考5.1.3條款），充電時間為48小時（參考6.9條款）。

4.6 高率放電特性

測試電池大電流放電性能，用20 × I20的電流對電池進行放電，放電時間不得少于20分鐘。 

4.7 析氣量

在廠商建議的充電方法下，測試電池的析氣量。當電池在定電壓下充電時，氣體析出量Ge不得大于0,05 ml/ cell＊h*Ah。當電池在定電流下充電時，氣體析出量的復合效率要求大于90 %。 

4.8 防振性能

電池經過6.11條款測試之后，端子電壓不得低于額定電壓。另外，電池不得有變形，損壞，漏液等異常現象。

4.9 耐沖擊特性

電池經過6.12條款測試之后，端子電壓不得低于額定電壓。另外，電池不得有變形，損壞，漏液等異常現象。

5 一般測試條件

5.1 電池測試樣品

5.1.1 除定義電池靜置后的實際容量測試項目之外，所有的測試項目所采用的電池都應該是新的，全充電狀態。

5.1.2 樣品應該是不超過6個月的新電池。

5.1.3 除非生產商有特別說明，電池應該按以下方式進行全充電。

電池應該在環境溫度為 25 °C ± 2 K條件下充電。

– 充電時間為 16 h,

– 或著充電到電流在2小時內變化小于0.005A 。

充電方法如下：

a) 采取廠商推薦的充電電壓，或者采取以下的充電電壓

c = ×2,35 V,

b) 定電壓充電時 (Uc) 初期充電電流限制為 Imax = 6 × I20。

5.2 測量儀器

5.2.1 電測儀表

5.2.1.1 儀器的量程

為確保測量精度要求，需對電壓表和電流表的量程和測量方法進行選擇。

對于相似的儀器，要求其最少應該具有1/3的分刻度的精度。任何其它使用到的儀器都應該具有相當的精度。 

5.2.1.2 電壓測量

用于測量電壓的儀器其精度要求在0.5以上，且表的內阻要大于10k?/V。

5.2.1.3 電流測量

用于測量電流的安培表的精度要求為0.5以上。

5.2.2 溫度測量

溫度及的精度要求在1k以上。

5.2.3 時間的測量

時間的計量精度要求在 ±1 %以上。

5.2.4 尺寸的測量

尺寸的測量精度要求在精度要求在 ±1 %以上。

5.2.5 氣體量的計量

氣體體積的測量精度要求在 ±10 %以上。

5.2.6 壓力的計量

測量壓力的儀器的精度要求在 ±1 %以上。  

6 測試方法

6.1 測試條件

如果沒有特別的說明，測試的條件為電池垂直位置放置，環境溫度為20 °C ± 2 K或 25 °C ± 2 K，濕度條件為25 % 至 85 %，大氣壓力為86 kPa 至 106 kPa。

6.2 容量 a (20 h 率放電的實際容量)

6.2.1 依 5.1.3條件充電后，電池開路放置16 h至24 h。

6.2.2 電池應該在相同的溫度下以電流 I20放電 (見 4.1.2)，在整個放電期間電流的變化值應在±2 % 之間變動，直到終止電壓Uf = n ×1.75 V，記錄放電時間，實際放電容量Ca = t×I20。

6.2.3 實際容量Ca應該等于或大于 C20，如果不是，重復以上程序，要求在5次循環之內達到C20。

6.3 高率放電容量

6.3.1 依5.1.3給電池充電之后，電池開路放置16 h至 24 h。

6.3.2 電池以 I = 20×I20的放電電流放電至終止電壓Uf = n×1,6 V。

6.4 循環壽命

6.4.1 測試需要3個單體電池，并且電池符合 6.2.3.條款。

6.4.2 電池測試期間應該保持環境溫度在25 °C ± 2 K。

6.4.3 電池需要經受一組連續的循環測試，每個循環包括：

– 以 I = 3，4 ×I20 的電流放電 3 h，或者以 I = 5×I20 的電流放電2 h。 之后立即進行以下步驟

– 回充電

 *對于3 h，I = 3,4×I20的放電條件，以定電壓Uc或定電流Ic (見 5.1.3)充電9 h，

 *對于2 h，I = 5×I20的放電條件，以定電壓Uc或定電流Ic (見 5.1.3)充電6 h，記錄放電過程中的最終電壓 U′f 。

6.4.4 電池經過50± 5次循環之后，以5.1.3 回充電，然后以I = 3，4 ×I20 或 I = 5×I20的放電電流放電，終止電壓為Uf = n×1,65 V，如果放電時間分別大于3小時或2小時，繼續以6.4.3.的條件進行下一個50次循環測試。

6.4.5 如果在循環期間，電池的終止電壓低于1.65V/cell，停止循環，電池依5.1.3. 進行充電，通過6.4.4來定義電池的實際容量Ca，如果放電時間分別少于3小時或2小時，終止循環測試。

6.4.6 記錄電池以I = 3，4 ×I20或I = 5×I20的放電電流放電，放電時間分別小于3小時或2小時，電池經過的循環次數。

 

6.5 浮充壽命

6.5.1 至少用3個單體電池進行測試。

6.5.2電池測試期間應該保持環境溫度在20 °C ± 2 K或25 °C ± 2 K，濕度不做要求。

6.5.3 電池應該以廠商規定的浮中電壓進行測試，浮充電壓范圍為2,25V/cell~2,3 V/cell 初始電流限制為 I = 4×I20。

6.5.4 每6個月用以下方式確認電池的容量，放電電流 I = 3,4 ×I20 或 I = 5×I20 直到終止電壓U = n×1,7 V。

6.5.5 當以電流 I = 3,4 ×I20的放電容量小于額定容量的60％或 I = 5×I20的放電容量小于額定容量的50％時，壽命終止。

 

6.6  40 °C下的浮充壽命

6.6.1至少用3個單體電池進行測試。

6.6.2 測試的電池其3小時容量Ca（終止電壓1,75 V/cell）應達到額定容量值Crt。初充電電流限制為I = 4×I20。

6.6.3 測試電池放置于 40 °C ± 2 K的烘箱內，濕度要求低于36 %。

6.6.4 電池需要在廠商建議的40 °C的浮充電壓下進行浮充。

6.6.5 容量確認：每2個月進行一次容量確認，在20 °C ± 2 K或25 °C ± 2 K溫度下，以放電電流 I = 3,4 ×I20 或 I = 5×I20 放電，直到終止電壓U = n×1,7 V。

6.6.6 當以電流 I = 3,4 ×I20的放電容量小于額定容量的60％或 I = 5×I20的放電容量小于額定容量的50％時，壽命終止。

 

6.7 荷電保持率

滿足 6.2.3條款的電池，依5.1.3.進行充電，電池表面要求清潔，干燥。電池在20 °C ± 2 K或25 °C ± 2 K溫度下存放120天，之后依6.2.2 進行放電，放電電流為 I20，放電終止電壓為Uf = n ×1,75 V，要求放電時間應該在15小時以上。

 

6.8 最大容許電流

6.8.1 電池依5.1.3充飽電后，開路放置16 h至24 h。

6.8.2 以 Im = 40*I20的放電電流 300 s。

6.8.3 電池以5.1.3進行充電，然后在25 °C ± 2 K下放置16 h 至 24 h。

6.8.4 電池以 Ih = 200×I20 的電流放電5 s。

6.8.5 電池通過以上放電之后，外觀不得有破裂損壞的現象。

6.8.6 電池依5.1.3回充電，再以電流 Im (見 4.4)進行放電，放電終止電壓為 Uf = n×1,34 V 時，放電時間不得低于150 s。

6.8.7 如果廠商提供的 Im 和 Ih 與 4.4中的不同，則在 6.8.2 和 6.8.4中的測試電流需做修改。

6.9 深放電后的充電接受性

6.9.1 測試用3個滿足6.2.3.要求的電池。

6.9.2 選擇一個電阻器負載，要求規格是電壓為n×2 V，電流 I = 40*I20± 10 %。把電阻器連接到電池的端子兩端，在20 °C ± 2 K或25 °C ± 2 K溫度下存放360小時。

6.9.3 去掉電阻器，對電池進行充電，以定電壓Uc (見 5.1.3)充電48h，限流0.3C~0.5C。

6.9.4 充電結束后，電池在20 °C ± 2 K或25 °C ± 2 K溫度下開路放置16 h至24 h。 再依 6.2.2進行放電。

6.9.5 電池的放電容量應該 ≥0,75 × C20 (Ah)。 

6.10 氣體析出率

6.10.1 測試采取6個單體電池或3個電池一組，這些電池要求之前沒有進行過任何測試。

6.10.2 測試電池要保持在20 °C 到25 °C之間的溫度下，并安裝一個氣體收集裝置來收集釋放的氣體。

6.10.3 進行氣體收集，例如用類似于圖1所示的氣體收集裝置，并注意在氣體轉移到收集裝置過程中不能有氣體泄露。 在長期的充電過程中，容器應確保氣體的可靠收集，不能產生泄漏，并且容器要倒放入水中20mm以下。

   

 

6.10.4 定電壓下的氣體析出量

要求測試電池的容量不低于其額定容量C20。電池完全充飽電后，再在廠商規定的浮充電壓Uflo下浮充(72 ± 1) h。

6.10.5 浮充(72 ± 1) h后，開始(192 ± 1) h的氣體收集過程。記錄在(192 ± 1) h 內收集到的實際氣體體積Va，并記錄收集氣體時的環境溫度Ta和環境壓力Pa。

6.10.6 換算成20 °C、101,3 kPa下每個樣品的氣體析出量Vn，換算方程如下：

 

其中，

Vn ：標準狀態下的析氣量(ml)；

Va： 實際收集的氣體量(ml)；

Tr ：基準溫度（K)：20 °C = 293 K；

Ta ：環境溫度(K)：Ta = 273 + T °C；

Pa： 環境大氣壓 (kPa)；

Pr ： 基準壓力(kPa)： Pr = 101,3 kPa。

6.10.7 用下列公式計算在規定的浮充電壓下每單局的析氣量Ge：

        Ge = Vn / (n × t × Crt) (4)

其中：

n： 進行氣體收集的電池單體數；

t ：氣體收集的小時數；

Crt： 進行氣體收集試驗電池的20hr率額定容量。

 

6.10.8 定電流下的析氣量

如果是采用定電流充電，則需要測量定電流充電時的析氣量。以上的6.10.4 到 6.10.7 步驟更改為6.10.9 到 6.10.11.步驟操作。

6.10.9 電池的實際容量Ca 需要大于或等于額定容量C20，電池充飽電后，再以0.1C定電流充電48 ± 1 h。

6.10.10 定電流充電24小時以后，以0.005C的電流充電，收集5小時內的析出氣體量Va，并記錄當時的溫度Ta和大氣壓Pa。

6.10.11 氣體復合效率用 (5) 和 (6)式來計算，把析出的氣體量轉換成 101,3 kPa 大氣壓 25 °C下的每安時氣體析出量：

υ = Pa/ Pr × 298 / (Ta + 273) × Va / Q × 1 / n               (5)

其中

Pa 測試時的大氣壓 (kPa);

Pr  標準大氣壓 101,3 (kPa);

Ta 測試時的量桶環境的溫度 (°C);

Va 析出的氣體量 (ml);

Q  收集氣體期間的充電量

n  單體電池個數

氣體復合效率為：

η = (1 – υ / 684) × 100 [%] (6)

其中

684 是在 101,3 kPa ， 25 °C下通過每安時電量時的氣體析出量 Ah (ml/Ah).

 

6.11 防震性能

6.11.1 電池依 5.1.3.進行全充電。

6.11.2 按以下條件進行測試：

a) 振動方向： 長，寬，高三個面。

b) 振動條件：在每個方向上以振幅為4mm，頻率為16 Hz到 7 Hz 之間的連續正玄波振動 1 h。檢查電池外觀，并測量電池的開路電壓。

 

6.12 抗沖擊性能

6.12.1 電池依 5.1.3.進行全充電。

6.12.2 按以下條件進行測試：

a) 掉落方法： 將電池底部向下，在20cm的高度掉落到至少10mm厚的硬木板上。

b) 電池需要進行3次掉落測試，之后檢查電池外觀，并測量電池的開路電壓。