本安电路中锂电池设计要求全套.pdfVIP

本安电路中锂电池设计要求全套

Ol锂电池的安全性能要求

由于锂电池自身结构和原理方面的缺陷，在锂电池发生外部短路或内部短

路时，可能会产生几百安培的过大电流。

发生外部短路时，锂电池瞬间大电流放电，在内阻上消耗大量能量，产生

巨大热量，会引起爆炸；锂电池过充时，可能会析出金属锂，在壳体破裂

的情况下，金属锂与空气直接接触导致其燃烧，同时引燃电解液，发生强

烈火焰，气体急速膨胀，最终导致爆炸发生。

另外，某些锂电池若使用不当，如挤压、冲击和进水等会导致电池膨胀、

变形和开裂，从而导致锂电池短路，在放电或充电过程放热引起爆炸事

故。对此，多个国家职能部门和国际权威的产品安全测试机构都制定了严

格的锂电池检验规范或标准，如美国安全检测实验室公司

(UnderWriterSLaboratoriesInc.lUL)的UL1642锂电池安全标准等。

针对煤矿安全仪器仪表用锂电池，我国国家矿用产品安全标志中心也制定

了煤矿安全仪器仪表用锂原电池安全标志检验规范和煤矿安全仪器仪表用

锂离子蓄电池安全标志检验规范,该规范规定各生产单位选用(生产)的锂电

池应符合规范中的相关安全性能要求，并取得由国家认可的检测检验机构

依据该规范或安全性能不低于该规范要求的相关标准出具的检测检验合格

报告。

02本安电路中电池和电池组的设计要求

（IX吏用电池供电的本安设备（该设备在危险区域使用，并且没有其它的

保护手段，如隔爆外壳）中，电池应具有电解质不可能溢出的结构或加以

密封，以防止电解质损坏本安电路。

可排放易燃气体的电池盒应通风，以防止易燃气体浓度累加。同一电池组

中所有的电池应具有同一个电化学系统、同样的电芯设计和额定容量，并

由同一个制造商生产。同一个电池组不能混合使用原电池和充电电池。在

一个本安设备内部，严禁随意互换原电池和可充电电池（电池组）。

原电池不得充电，如该设备内部存在另一个电压源可能和原电池互连，应

采取预防措施，以防止充电电流通过原电池。

在电池组需要使用限流器件保护其自身安全，且电池组拟在爆炸性环境使

用并更换时，电池组应与限流器件通过浇封等方法构成一个可整体替换的

组件，该组件应能通过GB3836.1-2000中规定的跌落试验；如不在爆炸

性危险环境场所更换电池或电池组时，还可以将电池或电池组安置在一个

具有GB3836.1-2000规定的特殊紧固件腔体内，并符合以下要求：电池

或电池组支架或与设备连接方式应设计成在安装和更换时不会降低设备的

本安性能的结构；对于手持式电气设备或处于待机状态的携带式电气设

备，应承受GB3836.1-2000中规定的跌落试验；设备应具有符合

GB3836.1-2000规定的警告标志，如在爆炸性环境中不得拆卸电池或电

池组，对于带外部充电触点的可充电电池或电池组应采取措施防止短路或

防止单体电池和电池组向触点释放足以点燃火花的能量。

注意应使用规定的电池组充电器充电，或用适当额定值的熔断器和阻塞用

二极管、可靠限流电阻等保护电路。

(2)应依据GB3836.4-2000附录A中的表Al,限制电池及电池组的能量。

在设计电路参数时，电池电压可取表1中对火花点燃危险评定的峰值开路

电压值。如果电池及电池组的最大短路电流小于GB3836.4-2000附录A

中的表Al中相应防爆等级L5倍安全系数栏中所对应的最小点燃电流值，

可直接作为电路供电电源使用。如果电池及电池组的最大短路电流大于最

小点燃电流值，应在电池中串联限流器件。需要注意的是，当电池和电池

组不适用表1时，则应按GB3836.4-2000第10.9条规定的试验来测定最

高开路电压。根据IEC60079-1L2006标准规定，如果本安设备内置不允

许在爆炸性气体环境中更换的电池，当满足下列条件时，可以不要求在电

池的端子处进行火花点燃放电试验:单节电池的峰值开路电压小于4.5V;电

池端子处的最大电压和瞬态电流的乘积不超过33W。上述放宽条件的理由

是4.5V的电压太低，在缺少电感的情况下不能触发电弧，并且在考虑L5

倍安全系数时，IEC60079-lt2006附录A中电阻电路曲线允许的电压和电

流的乘积达到33W

o

03本安