GOST R IEC 60285-2002
Grupo E51
PADRÃO ESTATAL DA FEDERAÇÃO RUSSA
Pilhas alcalinas e pilhas
BATERIAS CILÍNDRICAS SELADAS DE NÍQUEL-CÁDMIO
Pilhas e baterias alcalinas secundárias.
Células individuais cilíndricas seladas de níquel-cádmio
OKS 29.220.30
OKP 34 8230
Data de introdução: 01/07/2003
Prefácio
1 DESENVOLVIDO E SUBMETIDO PELO Comitê Técnico de Normalização TC 044 "Acumuladores e Baterias"
2 ADOTADO E POTADO EM VIGOR pela Resolução do Padrão Estatal da Rússia de 25 de dezembro de 2002, nº 509-st.
3 Esta norma é o texto autêntico completo da norma internacional IEC 60285 (1999), versão 3.2 "Pilhas e acumuladores alcalinos. Pilhas cilíndricas seladas de níquel-cádmio"
4 EM VEZ DE GOST R IEC 285-97
1. Disposições Gerais
1.1 Âmbito de aplicação
Esta norma estabelece os requisitos técnicos e os métodos de ensaio para baterias cilíndricas seladas de níquel-cádmio (doravante designadas por baterias) adequadas para funcionamento em qualquer posição espacial.
A norma também estabelece requisitos técnicos específicos e métodos de teste para baterias destinadas a operar em modo de carga de longo prazo em temperaturas elevadas.
1.2 Referências normativas
Esta norma contém referências às seguintes normas:
GOST 8711-93 (IEC 51-2-84) Instrumentos de medição elétrica analógicos de ação direta e auxiliares. Requisitos especiais para amperímetros e voltímetros.
GOST 30012.1-2002 (IEC 60051-1-97) Instrumentos de medição elétrica analógicos de ação direta e suas partes auxiliares. Parte 1. Definições e requisitos básicos comuns a todas as partes.
GOST R IEC 86-1-96 Pilhas primárias. Parte 1. Disposições gerais
GOST R IEC 86-2-96 Pilhas primárias. Parte 2. Folhas de especificações
GOST R 50779.71-99 (ISO 2859-1-89) Métodos estatísticos. Procedimento de inspeção por amostragem por atributo. Parte 1. Planos de amostragem lote a lote com base no nível de qualidade aceitável (NQA)
GOST R 51371-99 Métodos de ensaio para resistência a influências mecânicas de máquinas, dispositivos e outros produtos técnicos. Ensaios de impacto
1.3 Definições
Os seguintes termos e definições são utilizados nesta norma:
1.3.1 Bateria selada: Uma bateria que permanece selada e não permite a fuga de gases ou eletrólitos durante o funcionamento sob as condições de carga e temperaturas especificadas pelo fabricante. A bateria pode estar equipada com um dispositivo de segurança para evitar pressões internas perigosamente elevadas.
A bateria não requer enchimento adicional com eletrólito e foi projetada para operar em seu estado selado original durante toda a sua vida útil.
1.3.2 Tensão Nominal: Tensão da bateria igual a 1,2 V.
1.3.3 nominal capacidadeQuantidade de eletricidade
(Ah) especificado (estabelecido) pelo fabricante, que a bateria pode fornecer a uma temperatura de 20 °C e um modo de descarga de 5 horas para uma tensão final de 1,0 V após carregamento, armazenamento e descarga nas condições especificadas na seção 4.
1.4 Instrumentos de medição
Os instrumentos de medição utilizados nos ensaios devem garantir a precisão de medição exigida. Os instrumentos devem ser calibrados regularmente para garantir que os ensaios atendam à classe de precisão especificada nesta norma.
1.4.1 Medição de tensão
Para medir a tensão, devem ser utilizados voltímetros de classe de precisão 0,5 ou superior (ver GOST 30012.1, GOST 8711 ou IEC 485 [1]).
O voltímetro deve ter uma resistência de pelo menos 10 kOhm/V.
1.4.2 Medição de corrente
Para medir corrente, devem ser utilizados amperímetros de classe de precisão 0,5 ou superior (ver GOST 30012.1, GOST 8711 ou IEC 485 [1]).
Um kit composto por um amperímetro, um shunt e fios deve apresentar a mesma classe de precisão.
1.4.3 Medição de temperatura
Para medir a temperatura, utilize um termômetro com escala graduada ou digital com divisões de no máximo 1°C. A precisão absoluta do aparelho deve ser de 0,5°C ou superior.
1.4.4 Medição de tempo
O tempo deve ser medido com uma margem de erro de 0,1% ou superior.
2. Designação e marcação
2.1 Designação de baterias
As baterias cilíndricas seladas de níquel-cádmio devem ser designadas pelas letras KR, seguidas pelas letras L, M, H ou X, indicando o tipo de bateria dependendo do seu principal modo de descarga com corrente contínua:
L — longo prazo (não mais que 0,5UM);
M — médio (a partir de 0,5até 3,5UM);
H - curto (a partir de 3,5até 7UM);
X - extra curto (a partir de 7)até 15UM),
seguido por dois grupos de números separados por uma barra.
Para uma bateria projetada para operar em modo de carga de longo prazo em temperaturas elevadas, a letra T é adicionada à designação entre L, M ou H e dois grupos de números.
Os dois primeiros dígitos (o primeiro grupo de dígitos) indicam o diâmetro máximo da bateria em milímetros, expresso como um número inteiro ou arredondado para um número inteiro.
Os dois dígitos (o segundo grupo de dígitos) após a linha oblíqua indicam a altura máxima da bateria em milímetros, expressa como um número inteiro ou arredondada para um número inteiro.
Se o fabricante projetar a bateria com dimensões e tolerâncias que garantam a intercambialidade com as pilhas primárias, a designação da pilha primária também poderá ser marcada na bateria.
Exemplo do símbolo de uma bateria cilíndrica selada de níquel-cádmio com modo de descarga prolongada, 33 mm de diâmetro e 61,5 mm de altura:
KRL 33/62
O mesmo se aplica a uma bateria que opera em modo de carga prolongada a uma temperatura elevada e que é intercambiável com um elemento primário R20:
KRLT 33/62, KR20
Nota: A designação dos tipos de bateria L, M, H ou X indica o modo de descarga básico recomendado, mas não limita o uso dessas baterias em outros modos de descarga.
2.2 Terminais da bateria
2.2.1 Baterias sem terminais (CF)
As baterias sem terminais de conexão são designadas pelas letras CF (ver 2.2.3, Figura 1).
Exemplo de símbolo para uma bateria sem terminais de conexão:
KRH 33/62 CFouKRMT 33/62 CF
2.2.2 Baterias com terminais de conexão na tampa e ao longo do corpo (NN)
Pilhas destinadas a serem montadas em conjunto, de modo a formarem baterias com voltagens diferentes, podem ser colocadas lado a lado na mesma direção.
Com essa configuração, um terminal de conexão deve ser conectado à tampa da bateria (polo positivo) e o outro à carcaça da bateria ao longo de sua parede cilíndrica (polo negativo), com ambos os terminais localizados no mesmo plano, a menos que especificado de outra forma pelo consumidor (ver 2.2.3, Figura 2). Nesse caso, as letras HH (tampa-tampa) são adicionadas à designação da bateria.
Exemplo de um símbolo de bateria com terminais de conexão na tampa e ao longo do corpo:
KRH 33/62 ННouKRMT 33/62 NN
2.2.3 Baterias com terminais de conexão na tampa e na parte inferior da caixa (HB)
As baterias destinadas à montagem em um kit podem ser colocadas lado a lado, com a tampa de uma bateria encaixada na parte inferior do compartimento da outra.
Com essa configuração, um terminal de conexão deve ser conectado à tampa da bateria (polo positivo) e o outro à parte inferior da caixa da bateria (polo negativo), com ambos os terminais posicionados paralelamente e em direções opostas, a menos que o consumidor especifique o contrário (veja a Figura 3). Nesse caso, as letras HB (tampa-fundo) são adicionadas à designação da bateria.
Exemplo de um símbolo de bateria com terminais de conexão na tampa e na parte inferior da caixa:
KRH 33/62 HBouKRMT 33/62 HB
Figura 1 - Baterias sem terminais KR . . . CF
Figura 2 — Conexão de tampa a tampa KR . . . NN
Figura 2 — Conexão de tampa a tampa KR . . . NN
Figura 3 — Tampa de conexão - parte inferior da caixa KR . . . HB
2.3 Marcação
Uma bateria sem terminais (CF) deve ser marcada de forma durável com as seguintes informações (a menos que o consumidor especifique o contrário):
— nome da bateria — níquel-cádmio selada e recarregável;
— designação da bateria (de acordo com 2.1);
- nominal capacidade;
— tensão nominal;
— recomendações sobre o modo e a duração da corrente de carga ou pré-carga para baterias do tipo T;
— polaridade;
— ano e trimestre de fabricação (podem ser codificados);
—Nome ou designação do fabricante ou fornecedor.
Nota: Na maioria dos casos, as baterias com terminais LV ou HB são montadas como baterias e não têm etiqueta; neste caso, a bateria deve ser marcada de acordo com 2.1.
3 Dimensões
As dimensões das baterias devem corresponder às indicadas na Figura 4 e na Tabela 1.
Figura 4 - Bateria cilíndrica em um invólucro, intercambiável com pilhas primárias.
A Tabela 1 mostra as dimensões das baterias em invólucros intercambiáveis com pilhas primárias.
Tabela 1 - Dimensões das baterias em invólucros intercambiáveis com pilhas primárias
| Designação* | Elemento primário correspondente** de acordo com GOST R IEC 86-1 | Dimensões |
| KR03 | R03 | |
| KR6 | R6 | De acordo com GOST R IEC 86-2 |
| KR14 | R14 | |
| KR20 | R20 | |
| _______________* De acordo com GOST R IEC 86-1. | ||
| ** Em alguns países, estes são elementos de tipos AAA(R03), AA(R6), C(R14), D(R20). | ||
A Tabela 2 mostra as dimensões de outras baterias em seus respectivos invólucros, exceto aquelas intercambiáveis com pilhas primárias.
Tabela 2 - Dimensões das baterias nas caixas (excluindo os terminais de conexão)
| Dimensões em milímetros | ||||
| Designação* | Diâmetro |
Altura |
||
| Nomin. | Anterior desligado | Nomin. | Anterior desligado | |
| KR11/45 | 10,5 | 44,5 | ||
| KR12/30 | 12.0 | 30,0 | ||
| KR15/18 | 14,5 | 17,5 | ||
| KR15/30 | 14,5 | 0-0,7 | 30,0 | 0-1,5 |
| KR15/51 | 14,5 | 50,5 | ||
| KR17/18 | 17.0 | 17,5 | ||
| KR17/29 | 17.0 | 28,5 | ||
| KR17/43 | 17.0 | 43,0 | ||
| KR17/50 | 17.0 | 50,0 | ||
| KR23/27 | 23.0 | 26,5 | ||
| KR23/34 | 23.0 | 34,0 | 0-1,5 | |
| KR23/43 | 23.0 | 0-1,0 | 43,0 | |
| KR26/31 | 25,8 | 31.0 | ||
| KR26/50 | 25,8 | 50,0 | ||
| KR33/44 | 33,0 | 44,0 | 0-2,0 | |
| KR33/62 | 33,0 | 61,5 | ||
| KR33/91 | 33,0 | 91,0 | 0-2,5 | |
| KR44/91 | 43,5 | 0-2,5 | 91,0 | |
| _______________* As letras KR são seguidas pelas letras L, M, H ou X e LT, MT ou HT respectivamente (ver 2.1). | ||||
4 Testes elétricos
As correntes de carga e descarga durante os testes de acordo com 4.1-4.8 devem ser definidas com base na capacidade nominal da bateria.
Durante todos os testes, exceto o 4.7, não deve haver vazamento de eletrólito.
4.1 Método de carregamento
O carregamento que precede vários modos de descarga (salvo especificação contrária nesta norma) é realizado a uma temperatura ambiente de (20±5) °C com uma corrente constante de 0,1.E em 16 horas.
Antes de carregar, a bateria deve ser descarregada a uma temperatura ambiente de (20±5) °C com uma corrente constante de 0,2 V.E até a tensão final de 1,0 V.
4.2 Características de descarga
As características de descarga das baterias devem ser verificadas na seguinte sequência.
4.2.1 Característica de descarga a 20 °C
A bateria deve ser carregada de acordo com o item 4.1. Após o carregamento, a bateria deve ser mantida por pelo menos 1 hora, mas não mais que 4 horas, a uma temperatura ambiente de (20±5)°C. Em seguida, a bateria deve ser descarregada utilizando uma corrente constante, de acordo com a Tabela 3, à mesma temperatura. A duração da descarga não deve ser inferior à especificada na Tabela 3.
Tabela 3 - Características de descarga a 20 °C
| Modo de descarga | Tempo mínimo de descarga para tipos de bateria | ||||
| Atual, A | Tensão final, V | L/LT | M/MT | H/HT | X |
| 0,2* |
1.0 | 5 horas | 5 horas | 5 horas | 5 horas |
| 1.0 |
42 min | 48 min | 54 min | ||
| 5.0** |
0,8 | — | 6 min | 9 min | |
| 10.0** |
0,7 | — | — | 4 min | |
| _______________* São permitidos cinco ciclos de carga e descarga. O teste pode ser encerrado se a duração da descarga for atingida antes do quinto ciclo. | |||||
| **Antes do teste de descarga com corrente de 5,0 Ae 10.0E, se necessário, um ciclo de treinamento pode ser realizado. Ele deve ser realizado a uma temperatura de (20±5) °C e consistir em uma carga com corrente de 0,1De acordo com 4.1, e corrente de descarga de 0,2E de acordo com 4.2.1, à mesma temperatura. |
|||||
4.2.2 Característica de descarga a menos 18 °C
A bateria deve ser carregada de acordo com o item 4.1. Após o carregamento, a bateria deve ser mantida por pelo menos 16 horas, mas não mais que 24 horas, a uma temperatura ambiente de -18 ± 2 °C. Em seguida, a bateria deve ser descarregada utilizando uma corrente constante, conforme a Tabela 4, à mesma temperatura. A duração da descarga não deve ser inferior à especificada na Tabela 4.
Tabela 4 — Características de descarga a menos 18 °C
| Modo de descarga | Tempo mínimo de descarga para tipos de bateria | ||||||
| Atual, A | Tensão final, V | L/LT | M | MT | N | NT | X |
| 0,2 |
1.0 | 2 horas | 3 horas | 2 horas | 3 horas | 2 horas | 4 horas |
| 1.0 |
0,9 | 15 minutos | 10 minutos | 30 minutos | 20 minutos | 36 min | |
| 2.0* |
0,8 | — | — | — | 9 min | 6 min | 13 min |
| 3.0* |
— | — | 7 min | ||||
| _______________* Antes do teste de descarga com correntes de 2,0e 3.0E, se necessário, um ciclo de treinamento pode ser realizado. Ele deve ser realizado a uma temperatura de (20±5) °C e consistir em uma carga com corrente de 0,1De acordo com 4.1, e corrente de descarga de 0,2E de acordo com 4.2.1, à mesma temperatura. |
|||||||
4.3 Preservação de carga
A bateria deve ser testada quanto à retenção de carga utilizando o seguinte teste.
Após o carregamento conforme descrito em 4.1, a bateria deve ser armazenada (mantida) em circuito aberto por 28 dias. A temperatura ambiente média deve ser de (20±2) °C; no entanto, são permitidas variações de curto prazo de ±5 °C durante o armazenamento.
Em seguida, a bateria deve ser descarregada nas condições especificadas em 4.2.1 com uma corrente de descarga de 0,2.UM.
O tempo de descarga após 28 dias de armazenamento deve ser de pelo menos 3 horas e 15 minutos.
4.4 Tempo de operação
4.4.1 Tempo de operação em ciclos
Antes do teste, a bateria deve ser descarregada com uma corrente constante de 0,2 V.E até a tensão final de 1,0 V.
O teste (independentemente do tipo de bateria) é realizado a uma temperatura ambiente de (20±5) °C.
Os processos de carga e descarga devem ser realizados com corrente constante em ciclos, nos modos especificados na Tabela 5. Se necessário, deve-se utilizar refrigeração forçada por ar durante os testes para evitar que a temperatura da carcaça da bateria suba acima de 35 °C.
Nota: A temperatura real da caixa da bateria é determinada pelo projeto da bateria e não pela temperatura ambiente.
Tabela 5 — Tempo de operação em ciclos
| Número do ciclo | Modo de carregamento | Tempo de armazenamento no estado carregado | Modo de descarga | ||
| Atual, A | Duração | Atual, A | Duração | ||
| 1 | 0,1 |
16 horas | 0,25 |
||
| 2-48 | 0,25 |
3 horas e 10 minutos | — | 0,25 |
2 horas e 20 minutos |
| 49 | 0,25 |
3 horas e 10 minutos | 0,25 |
Até uma tensão final de 1,0 V* | |
| 50 | 0,1 |
16 horas | 1 a 4 horas | 0,2 |
|
| _______________* É permitido manter as baterias em circuito aberto após o término da descarga no 50º ciclo, desde que, no início do 51º ciclo, não tenham decorrido mais de 14 dias. | |||||
| Um procedimento semelhante pode ser aplicado aos ciclos de número 100, 150, 200, 250, 300 e 350. | |||||
Os ciclos de 1 a 50 devem ser continuados até que a duração da descarga em qualquer múltiplo de 50 seja inferior a 3 horas. O ciclo seguinte deve ser realizado no modo do 50º ciclo.
O teste é considerado completo se a duração da descarga em dois ciclos consecutivos for inferior a 3 horas.
O número de ciclos ao final dos testes não deve ser inferior a:
400 — para baterias dos tipos L, M, H e X;
50 — para baterias dos tipos LT, MT e HT.
Para acelerar os testes de ciclo de vida ou quando este teste for utilizado para determinar a viabilidade da aplicação real, podem ser utilizados os modos especificados nas Tabelas 5a e 5b.
Tabela 5a — Tempo de operação em ciclos para baterias dos tipos H e X
| Modo de carregamento | Tempo de armazenamento no estado carregado | Modo de descarga | ||||
| Número do ciclo | Atual, A | Duração, h | Atual, A | Duração | Duração total, incluindo a pausa subsequente, em minutos. | |
| 1 | 0,1 |
16 | 30 minutos | 1.0 |
||
| 2-48 | 0,3 |
4 | 30 minutos | 1.0 |
Até uma tensão final de 1,0 V | 90 |
| 49 | 0,3 |
4 | 24 horas | 1.0 |
||
| 50 | 0,1 |
16 | 1 a 4 horas | 0,2 |
-* | |
| É permitido deixar as baterias em circuito aberto após o término da descarga no 50º ciclo, a fim de iniciar o próximo 51º ciclo em um momento conveniente. Um procedimento semelhante pode ser aplicado aos ciclos 100, 150, 200, 250, 300 e 350. | ||||||
Os ciclos de 1 a 50 continuam até que a duração da descarga até uma tensão final de 1,0 V em qualquer múltiplo de 49 ciclos seja inferior a 30 minutos ou em qualquer ciclo subsequente (o 50º ciclo) seja inferior a 3 horas.
O número de ciclos deve ser de pelo menos 400.
Tabela 5b — Tempo de operação em ciclos para baterias do tipo X
| Modo de carregamento | Tempo de armazenamento no estado carregado | Modo de descarga | ||||
| Número do ciclo | Atual, A | Duração, h | Atual, A | Duração | Duração total, incluindo a pausa subsequente, em minutos. | |
| 1 | 0,1 |
16 | 30 minutos | 5.0 |
Até uma tensão final de 0,8 V | |
| 2-48 | 1.0 |
1 | 30 minutos | 5.0 |
42 | |
| 49 | 1.0 |
1 | 24 horas | 5.0 |
||
| 50 | 0,1 |
16 | 1 a 4 horas | 0,2 |
Até uma tensão final de 1,0 V | -* |
| É permitido deixar as baterias em circuito aberto após o término da descarga no 50º ciclo, a fim de iniciar o próximo 51º ciclo em um momento conveniente. Um procedimento semelhante pode ser aplicado aos ciclos 100, 150, 200, 250, 300 e 350. | ||||||
Os ciclos de 1 a 50 continuam até que a duração da descarga até uma tensão final de 0,8 V em qualquer múltiplo de 49 ciclos se torne inferior a 5 minutos ou em qualquer ciclo subsequente (o 50º ciclo) se torne inferior a 3 horas.
O número de ciclos deve ser de pelo menos 400.
4.4.2 Operação de carregamento de longo prazo
4.4.2.1 Tempo de operação com carga prolongada para baterias dos tipos L, M, H e X
Antes do teste, a bateria deve ser descarregada com uma corrente constante de 0,2 V.E até a tensão final de 1,0 V.
O teste é realizado a uma temperatura ambiente de (20±5) °C.
O carregamento e a descarga são realizados com corrente contínua nos modos especificados na Tabela 6. A duração da descarga após a conclusão de quatro ciclos consecutivos deve ser de pelo menos 3 horas.
Caso necessário, deve-se utilizar refrigeração forçada por ar na bateria durante os testes para evitar que a temperatura de sua carcaça suba acima de 25 °C.
Tabela 6 - Tempo de operação com carregamento de longa duração
| Número do ciclo | Modo de carregamento | Modo de descarga* | ||
| Atual, A | Duração, em dias | Atual, A | Duração | |
| 1 | 0,05 |
91 | 0,2 |
|
| 2 | 0,05 |
91 | 0,2 |
Até uma tensão final de 1,0 V |
| 3 | 0,05 |
91 | 0,2 |
|
| 4 | 0,05 |
91 | 0,2 |
|
| _______________* A descarga é realizada imediatamente após a conclusão do carregamento. | ||||
4.4.2.2 Tempo de operação com carga prolongada para baterias dos tipos LT, MT ou NT
O teste é realizado em três etapas, de acordo com a Tabela 7.
Os testes consistem em:
— verificar a eficiência da carga;
— período de maturação — maturação por 6 meses a uma temperatura de 70 ° C.
Nota: Estima-se que uma temperatura de 70°C simule uma carga de longa duração, equivalente a 4 anos de exposição a uma temperatura de 40°C;
- Verificação final da eficiência de carregamento para monitorar as baterias após o período de envelhecimento.
Antes do teste, a bateria deve ser descarregada com uma corrente constante de 0,2 V.E até a tensão final de 1,0 V e mantida por pelo menos 16 horas e não mais que 24 horas a uma temperatura ambiente de (40±2) °C.
A bateria deve ser carregada e descarregada com corrente constante de acordo com a Tabela 7, incluindo o tempo de espera em temperaturas ambientes de (40±2) °C e (70±2) °C, respectivamente.
O modo de descarga A ou B (ver Tabela 7) é selecionado dependendo das necessidades do usuário. A descarga é realizada imediatamente após a conclusão do carregamento.
Após o primeiro teste de eficiência de carregamento a uma temperatura de 40 °C, a bateria deve ser mantida por pelo menos 16 horas e não mais do que 24 horas a uma temperatura de (70±2) °C.
Caso necessário, durante os 6 meses de envelhecimento a 70°C, devem ser tomadas medidas para evitar que a temperatura da caixa da bateria suba acima de 75°C.,Por que usar refrigeração por ar forçado?
Nota: A temperatura real da caixa da bateria é determinada pelo projeto da bateria e não pela temperatura ambiente.
A duração da descarga durante três ciclos a 70°C deve ser registrada.
Não é permitido vazamento de eletrólitos durante os testes.
Após o término do período de envelhecimento, as baterias devem ser mantidas por pelo menos 16 horas e no máximo 24 horas a uma temperatura ambiente de (40±2).°C. Em seguida, três ciclos do teste inicial de eficiência de carga devem ser repetidos a 40 °C, de acordo com as condições indicadas na Tabela 7. A duração da descarga não deve ser inferior à especificada na Tabela 7.
Tabela 7 — Tempo de operação com carregamento de longa duração para baterias dos tipos LT, MT e NT
| Número do ciclo | Temperatura ambiente, °C±2 °C | Modo de carregamento | Modo de descarga | Duração mínima de descarga para o modo | |||
| UM* | EM** | ||||||
| Atual, A | Duração, em dias | Atual, A | Duração | UM* | EM** | ||
| 1 | 2 | Não padronizado | |||||
| 2 | 40 | 0,05 |
1 | 0,2 |
Até uma tensão final de 1,0 V | 3 horas e 45 minutos | 42 min |
| 3 | 1 | ||||||
| 4 | 60 | ||||||
| 5 | 70 | 0,05 |
60 | 0,2 |
Até uma tensão final de 1,0 V | Não padronizado | |
| 6 | 60 | ||||||
| 7 | 2 | Não padronizado | |||||
