ГОСТ Р МЭК 60086-3-2020

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

БАТАРЕИ ПЕРВИЧНЫЕ

Часть 3

Батареи для часов

Primary batteries. Part 3. Watch batteries

ОКС 29.220.10

Дата введения 2021-03-01

Предисловие

     

1 ПОДГОТОВЛЕН Национальной ассоциацией производителей источников тока "РУСБАТ" (Ассоциация "РУСБАТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4, и Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия" (ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ")

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

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 августа 2020 г. N 462-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60086-3:2016* "Батареи первичные. Часть 3. Батареи для часов" (IEC 60086-3:2016 "Primary batteries - Part 3: Watch batteries", IDT).     

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

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

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт является частью серии стандартов МЭК 60086 и распространяется на первичные батареи для часов. Настоящий стандарт разработан совместно МЭК и ИСО в интересах потребителей первичных батарей, разработчиков часов и изготовителей батарей для обеспечения наилучшей совместимости между батареями и часами.

Настоящий стандарт будет подвергаться постоянному анализу с целью обеспечения его актуальности и соответствия последним достижениям в области технологий изготовления батарей и часов.

Примечание - Информация о требованиях безопасности приведена в МЭК 60086-4 и МЭК 60086-5.

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на первичные батареи для часов (далее - батареи) и устанавливает размеры, обозначения, электрические характеристики и методы испытаний. Предоставляя электрические характеристики батареи и/или рабочие характеристики, изготовитель должен указать, какой именно метод испытания был использован.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).

IEC 60086-1:2015, Primary batteries - Part 1: General (Батареи первичные. Часть 1. Общие положения)

IEC 60086-2:2015, Primary batteries - Part 2: Physical and electrical specifications (Батареи первичные. Часть 2. Требования к физическим и электрическим характеристикам)

IEC 60086-4:2014, Primary batteries - Part 4: Safety of lithium batteries (Батареи первичные. Часть 4. Безопасность литиевых батарей)

IEC 60086-5:2016, Primary batteries - Part 5: Safety of batteries with aqueous electrolyte (Первичные батареи. Часть 5. Безопасность батарей с водным электролитом)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по МЭК 60086-1, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 емкостное сопротивление (capacitive reactance): Часть внутреннего сопротивления, которая приводит к падению напряжения в течение первых секунд под нагрузкой.

3.2 емкость (capacity): Электрический заряд (количество электричества), который элемент или батарея могут отдать во внешнюю цепь при определенных условиях разряда.

Примечание - Единицей СИ для электрического заряда является кулон (1 С = 1 А·с), но на практике емкость, как правило, выражена в ампер-часах (А·ч).

3.3 свежая батарея (fresh battery): Неразряженная батарея, с момента изготовления которой прошло не более 60 сут.

3.4 омическое падение (ohmic drop): Часть внутреннего сопротивления, которая приводит к падению напряжения непосредственно после включения нагрузки.

     4 Физические требования
     

     4.1 Размеры батареи, символы и коды для обозначения размеров

Размеры и допуски для батарей должны соответствовать размерам и допускам, приведенным на рисунке 1, в таблицах 1 и 2. Размеры батарей проверяют в соответствии с 7.1.

Для обозначения размеров батарей применяют символы в соответствии с МЭК 60086-2, раздел 4, и приведенные на рисунке 1. На рисунке 1 представлен габаритный чертеж батарей.

Размеры в миллиметрах

      - максимальная общая высота батареи; - минимальное расстояние между плоскостями положительного и отрицательного контактов; - минимальный выступ плоскости отрицательного контакта; - максимальный и минимальный диаметр батареи; - минимальный диаметр плоского положительного контакта; - минимальный диаметр плоского отрицательного контакта

Примечание - Указанные обозначения размеров батарей применены в серии стандартов МЭК 60086.

     Рисунок 1 - Габаритный чертеж батарей

     
     В таблице 1 приведены размеры и коды размеров батарей.
     
     

Таблица 1 - Размеры и коды размеров батарей

Таблица 2 - Размеры и коды размеров
                

     4.2 Контакты оборудования

Отрицательный контакт (-): отрицательный контакт (размер ) должен соответствовать данным, приведенным в таблицах 1 и 2. Данное требование не относится к батареям с двухступенчатым отрицательным контактом.

Положительный контакт (+): боковая цилиндрическая поверхность элемента, соединенная с положительным выводом. Допускается использование в качестве положительного контакта основание батареи.

     4.3 Размеры выступа плоскости отрицательного вывода

Размеры выступа плоскости отрицательного вывода должны соответствовать:

- 0,02 для 1,65;

- 0,06 для 1,652,5;

- 0,08 для 2,5.

Отрицательный контакт должен быть наиболее высокой точкой батареи.

     4.4 Форма отрицательного вывода

Требования к пространству, занимаемому плоской частью отрицательного вывода, должны находиться в пределах 45° (см. рисунок 2). Минимальные значения для высот приведены в таблице 3.

     Рисунок 2 - Форма отрицательного вывода

Таблица 3 - Минимальные значения

     4.5 Стойкость к механическому воздействию (надавливанию)

Стойкость к механическому воздействию проверяют путем приложения силы F, Н, значение которой приведено в таблице 4, действующей в течение 10 с на стальной шарик диаметром 1 мм, находящийся в центре каждой области контакта. Такое воздействие не должно вызывать деформаций, препятствующих правильному функционированию батареи, т.е. после данного испытания батарея должна выдерживать испытания, установленные в разделе 7.

Таблица 4 - Приложенная сила F в зависимости от размера батареи

     4.6 Деформация

Размеры батарей должны соответствовать установленным размерам в течение всего времени, включая разряд до заданного конечного напряжения.

Примечания

1 Высота батареи может увеличиться до 0,25 мм, если она разряжена ниже указанного напряжения.

2 При продолжении разряда у батарей систем В и С может произойти уменьшение высоты.

     4.7 Течь

Неразряженные батареи и, если необходимо, батареи, испытание которых проведено в соответствии с 7.2.6, должны быть исследованы, как указано в 7.3. Допустимое число дефектов должно быть согласовано между изготовителем и потребителем.

     4.8 Маркировка

4.8.1 Общие положения

Обозначение и полярность должны быть приведены на батарее. Маркировка батареи не должна препятствовать электрическому контакту. Все другие маркировки могут быть нанесены на упаковке, а не на батарее:

a) обозначение в соответствии с нормативным приложением А или общепринятое;

b) дата истечения рекомендуемого периода эксплуатации, или год и месяц, или  неделя изготовления. Год и месяц или неделя изготовления могут быть указаны в виде кода. Код состоит из последней цифры года и числа, обозначающего месяц. Октябрь, ноябрь и декабрь должны быть обозначены буквами "O", "Y" и "Z" соответственно.

Пример - 41: январь 2014 г.; 4Y: ноябрь 2014 г.;

c) полярность положительного вывода (+);

d) номинальное напряжение;

e) наименование или торговая марка изготовителя или поставщика;

f) предостережения;

g) должно быть приведено предостережение о возможности проглатывания батарей. Дополнительные сведения приведены в МЭК 60086-4 [7.2 а) и 9.2], а также в МЭК 60086-5 [7.1 I) и 9.2].

Примечание - Примеры общепринятых обозначений приведены в МЭК 60086-2, приложение D.

4.8.2 Удаление

Маркировка батарей по способу удаления должна соответствовать требованиям местного законодательства.

     5 Электрические характеристики

     5.1 Электрохимическая система, номинальное напряжение, конечное напряжение и напряжение разомкнутой цепи

Требования к номинальному напряжению, конечному напряжению разряда и данные по напряжению разомкнутой цепи в зависимости от используемой электрохимической системы приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Стандартизованные электрохимические системы

     5.2 Напряжение замкнутой цепи, внутреннее сопротивление и импеданс

Напряжение замкнутой цепи (НЗЦ) и внутреннее сопротивление определяют в соответствии с 7.2. Импеданс методом переменного тока следует измерять с помощью измерителя импеданса.

Предельные значения должны быть согласованы изготовителем и потребителем.

     5.3 Емкость

Значение емкости должно быть согласовано между изготовителем и потребителем. Значение емкости определяют по результатам испытания на непрерывный разряд, которое длится приблизительно 30 сут, в соответствии с 7.2.6.

     5.4 Сохранение емкости

Сохранение емкости - соотношение между значениями емкостей при заданных условиях разряда, определенными на свежих батареях и образце той же партии, хранящемся в течение 365 сут при температуре (20±2)°С и относительной влажности от 55% до 20%.

Коэффициент сохранения емкости должен быть согласован изготовителем и потребителем. Минимальное значение должно составлять не менее 90% в течение 12 мес. Значение емкости определяют в соответствии с 7.2.6.

В целях проверки соответствия батарей настоящему стандарту после завершения начальных испытаний по определению значения емкости может быть дано условное подтверждение соответствия.

     6 Отбор образцов и оценка качества

Планы выборочного контроля и показатели качества продукции должны быть согласованы изготовителем и потребителем.

Если такое согласование не проведено, то при отборе образцов и оценке качества батарей руководствуются требованиями [3] и [4].

     7 Методы испытаний
     

     7.1 Контроль формы и размеров

7.1.1 Контроль формы

Форму отрицательного контакта проверяют, как правило, используя оптическую проекцию или открытый шаблон в соответствии с рисунком 3.

Метод контроля должен быть согласован изготовителем и потребителем.

     Рисунок 3 - Требования к форме

     7.2 Электрические характеристики

7.2.1 Условия окружающей среды

Если не указаны другие требования, то испытания батарей проводят при температуре (20±2)°С и относительной влажности от 55% до +20/-40%.

При эксплуатации батареи могут подвергаться воздействию низких температур, поэтому рекомендуется проводить дополнительные испытания при температуре (0±2)°С и (минус 10±2)°С.

7.2.2 Определение внутреннего сопротивления

Сопротивление любого электрического компонента батареи определяют путем вычисления отношения между падением напряжения на этом компоненте и изменением тока , проходящего через данный компонент и вызывающего падение напряжения .

Примечание - По аналогии внутреннее сопротивление по постоянному току любого электрохимического элемента вычисляют по формуле

.                                                              (1)

Внутреннее сопротивление, измеренное методом постоянного тока, иллюстрируется схематическим переходным процессом изменения напряжения, как показано на рисунке 4.

     Рисунок 4 - Схематичное представление изменения напряжения при переходном процессе

Падение напряжения состоит из двух составляющих, отличающихся по своей природе (см. рисунок 4). Падение напряжения вычисляют по формуле

.                                                   (2)

Первая составляющая (омическое падение) для не зависит от времени и возникает в результате увеличения тока . Первую составляющую вычисляют по формуле

.                                                         (3)

В данной формуле является исключительно омическим сопротивлением. Вторая составляющая зависит от времени и имеет электрохимическое происхождение (емкостное сопротивление).

7.2.3 Оборудование

Оборудование, применяемое для измерений, должно иметь следующие технические характеристики:

- точность - не более 0,25%;

- точность - не более 50% от последней цифры;

- внутреннее сопротивление - не менее 1 МОм;

- время измерения: с целью предотвращения возникновения ошибок из-за емкостной составляющей сопротивления, что приводит к занижению получаемого значения внутреннего сопротивления, измерения следует выполнять в течение периода переходного процесса, когда напряжение мало меняется (см. рисунок 5).

Время , необходимое для измерения, должно быть более коротким по сравнению с , измерительное оборудование должно соответствовать указанным критериям.

1 - напряжение разомкнутой цепи (НРЦ); 2 - эффект емкостного сопротивления; 3 - напряжение замкнутой цепи (НЗЦ); 4 - (измерение )

     Рисунок 5 - Зависимость: U=f(t)

7.2.4 Измерение напряжения разомкнутой цепи и напряжения замкнутой цепи

Схема измерения напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) и напряжения замкнутой цепи (НЗЦ) приведена на рисунке 6.

Первое измерение : переключатель должен быть открытым во время выполнения измерения.

Второе измерение - : батарея должна быть подключена к нагрузке . Выключатель должен оставаться закрытым в течение времени (см. таблицу 6).

     1 - чтение ; 2 - измерительное сопротивление

     Рисунок 6 - Принципиальная схема

Таблица 6 - Метод испытания для измерения (НЗЦ)

7.2.5 Определение внутреннего сопротивления

Внутреннее сопротивление вычисляют по формуле

.                                                       (4)

Примечание - Соотношение соответствует току, подаваемому через разрядное сопротивление (см. 7.2.4).

7.2.6 Определение емкости

7.2.6.1 Общие положения

Для определения емкости батареи применяют один из двух методов:

- рекомендуемый метод - метод А, который более соответствует требованиям, предъявляемым к батареям для часов;

- метод В - общий метод, приведенный в МЭК 60086-1 и МЭК 60086-2.

При предоставлении данных о емкости батареи изготовитель должен указать сведения о примененном методе испытаний.

7.2.6.2 Метод А

а) Принципиальная схема приведена на рисунке 7.

     1 - чтение ; 2 - измерительное сопротивление ; 3 - сопротивление непрерывного разряда

     Рисунок 7 - Принципиальная схема измерения емкости методом А

b) Методика

Продолжительность испытания на разряд на резистор составляет приблизительно 30 сут.

Значение сопротивления : значение резистивной нагрузки (указано в таблицах 7 и 8) должно включать все части внешней цепи и должно быть обеспечено с точностью до ±0,5%.

c) Определение емкости

Измерения напряжения в разомкнутой цепи и напряжения в замкнутой цепи проводят по меньшей мере один раз в день на батарее, постоянно подключенной к , до того момента, когда напряжение под нагрузкой испытуемой батареи впервые падает ниже указанной конечной точки, приведенной в таблице 5.

1) Первое измерение - : сопротивление намного выше, чем ; приблизительно равно .

Переключатель должен быть разомкнут во время измерения.

2) Второе измерение - : испытуемая батарея должна быть подключена к . Переключатель должен быть замкнут в течение времени (см. таблицу 7).

Таблица 7 - Метод испытания А для измерения (НЗЦ)

Таблица 8 - Разрядное сопротивление (значения)

3) Определение емкости C: значение емкости батареи вычисляют путем сложения значений частичной емкости , полученных по результатам каждого измерения, по следующим формулам:

,                                                          (5)

где - время между двумя измерениями;

.                                                           (6)

4) Ближе к концу разряда рекомендуется проводить несколько измерений в день для того, чтобы получить требуемую точность результатов.

7.2.6.3 Метод В

а) Принципиальная схема для метода В представлена на рисунке 8.

     1 - чтение ; 2 - сопротивление непрерывного разряда

     Рисунок 8 - Принципиальная схема для метода В

b) См. процедуру в 7.2.6.2 b).

c) Определение емкости: когда напряжение под нагрузкой испытуемой батареи впервые падает ниже указанной конечной точки, приведенной в таблице 5, рассчитывают время t и устанавливают в качестве срока службы.

Емкость C рассчитывают по формуле

,                                                     (7)

где (среднее) - среднее значение напряжения в течение времени разряда (0-t);

t - срок службы.

7.2.7 Определение внутреннего сопротивления во время разряда по методу А (необязательно)

После каждого измерения и в соответствии с методикой, приведенной в 7.2.6, вычисляют внутреннее сопротивление батареи по формуле

.                                                         (8)

     7.3 Методы испытаний для определения сопротивления утечке

7.3.1 Предварительная подготовка и первичный визуальный контроль

Перед испытаниями проводят визуальный контроль батарей в соответствии с разделом 8.

До проведения испытаний в соответствии с 7.3.2.1 и 7.3.2.2 батареи выдерживают при температуре 40°С и 45°С соответственно в течение 2 ч. Батареи должны быть перемещены из камеры (или печи) предварительной обработки в камеру для испытаний при высокой температуре и влажности в течение нескольких минут во избежание охлаждения батареи и риска конденсации при повышенной влажности.

7.3.2 Испытания на стойкость к высоким значениям температуры и влажности

7.3.2.1 Рекомендуемое испытание

Батарею выдерживают в условиях, значения которых приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Условия выдержки батареи при проведении рекомендуемого испытания

7.3.2.2 Дополнительное испытание

После согласования между изготовителем и потребителем могут быть выбраны следующие условия испытаний (см. таблицу 10).

Таблица 10 - Условия хранения для дополнительного испытания

7.3.3 Температурное циклирование

Батарея должна быть подвергнута 150 циклам изменения температуры по определенной программе (см. рисунок 9).

     Рисунок 9 - Испытание на температурное циклирование

     8 Визуальный контроль и условия приемки

     8.1 Предварительное кондиционирование

Перед проведением первоначального визуального контроля или после испытаний в соответствии с разделом 7 батареи выдерживают не менее 24 ч при комнатной температуре и относительной влажности (55 ±20)%.

Следует учитывать, что после кристаллизации электролита может возникнуть течь. При необходимости время выдержки может быть увеличено и составлять более 24 ч. Данное требование может быть применено к свежим и использованным батареям, а также к батареям, подвергнутым испытаниям.

     8.2 Увеличение

Визуальный контроль следует проводить с увеличением 15х.

     8.3 Освещение

Визуальный контроль проводят при рассеянном белом свете от 900 до 1100 лк на поверхности проверяемой батареи.

     8.4 Уровни течи и классификация

Визуальный контроль проводят при рассеянном белом свете от 900 до 1100 лк на поверхности батареи (см. таблицу 11).

Таблица 11 - Уровни течи и классификация

     8.5 Условия приемки

Допустимый уровень течи и пропорция дефектных деталей должны быть согласованы изготовителем и потребителем.

Свежие батареи с уровнем течи более S1 не должны представляться для квалификации. Критерии приемлемости могут быть менее строгими для батарей, которые подвергнуты испытанию по 7.3.2. При необходимости к протоколу испытаний могут быть приложены фотографии.

Приложение А
(обязательное)

Обозначение

Батареи для часов, изготовленные в соответствии с требованиями настоящего стандарта, должны обозначаться системой кодированных букв и цифр, как показано ниже. Тем не менее буква "W" также использована для обозначения соответствия МЭК 60086-3.

Приложение ДА
(справочное)

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Таблица ДА.1

Библиография