1、DEUTSCHE NORM April 2003Elektrolyt fr geschlossene wiederaufladbareNickel-Cadmium-Zellen(IEC 60993:1989) Deutsche Fassung EN 60993:2002EN 60993ICS 29.220.30Electrolyte for vented nickel-cadmium cells; (IEC 60993:1989);German version EN 60993:2002Electrolyte pour lments ouverts au nickel-cadmium;(CEI
2、 60993:1989); Version allemande EN 60993:2002Ersatz frDIN IEC 60993:1993-01Siehe Beginn der GltigkeitDie Europische Norm EN 60993:2002 hat den Status einer Deutschen Norm.Beginn der GltigkeitDie EN 60993 wurde am 2002-07-01 angenommen.Nationales VorwortFr die vorliegende Norm ist das nationale Arbei
3、tsgremium K 371 Akkumulatoren der DKE DeutscheKommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE zustndig.Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 21A Secondary cells and batteries containing alkaline orother non-acid electrolytes erarbeitet.nderungenGegenber DIN IEC 60993:19
4、93-01 wurden folgende nderungen vorgenommen:a) Norm-Nummer durch die bernahme von EN 60993:2002 gendert undb) redaktionell berarbeitet.Frhere AusgabenDIN IEC 60993:1993-01Fortsetzung Seite 2und 10 Seiten ENDKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE DIN Deuts
5、ches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise,nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinRef. Nr. DIN EN 60993:2003-04Preisgr. 09 Vertr.-Nr. 2509 Leerseite EUROPISCHE
6、NORMEUROPEAN STANDARDNORME EUROPENNEEN 60993Juli 2002ICS Deutsche FassungElektrolyt fr geschlossene wiederaufladbare Nickel-Cadmium-Zellen(IEC 60993:1989)Electrolyte for vented nickel-cadmium cells(IEC 60993:1989)Electrolyte pour lments ouverts au nickel-cadmium(CEI 60993:1989)Diese Europische Norm
7、wurde von CENELEC am 2002-07-01 angenommen. DieCENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zuerfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser EuropischenNorm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist.Auf dem letzten Stand befindliche Lis
8、ten dieser nationalen Normen mit ihren biblio-graphischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mit-glied auf Anfrage erhltlich.Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch,Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENEL
9、EC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache ge-macht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wiedie offiziellen Fassungen.CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien,Dnemark, Deutschland, Finnland,
10、Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien,Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, sterreich, Portugal, Schweden,Schweiz, Spanien, der Tschechischen Republik und dem Vereinigten Knigreich.CENELECEuropisches Komitee fr Elektrotechnische NormungEuropean Committee for Electrotechnical Standardi
11、zationComit Europen de Normalisation ElectrotechniqueZentralsekretariat: rue de Stassart, 35 B-1050 Brssel2002 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren,sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten.Ref. Nr. EN 60993:2002 DEN 60993:20022VorwortDer Te
12、xt der Internationalen Norm IEC 60993:1989, ausgearbeitet von dem SC 21A Secondary cells andbatteries containing alkaline or other non-acid electrolytes des IEC TC 21 Secondary cells and batteries,wurde von CENELEC am 1991-02-01 als HD 585 S1 angenommen.Dieses Harmonisierungsdokument wurde zur Umwan
13、dlung in eine Europische Norm der formellenAbstimmung unterworfen und von CENELEC am 2002-07-01 als EN 60993 angenommen.Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebenedurch Verffentlichung einer identischen nationalenNorm oder durch Anerkennung bernommen werd
14、enmuss (dop): 2003-07-01Anhnge, die als informativ bezeichnet sind, enthalten nur Informationen.In dieser Norm sind die Anhnge A und B informativ.AnerkennungsnotizDer Text der Internationalen Norm IEC 60993:1989 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung alsEuropische Norm angenommen.EN 60993:20023
15、InhaltSeite1 Anwendungsbereich 42 Zweck 43 Begriffe 44 Herstellung von Elektrolyt 44.1 Anforderungen an Kaliumhydroxid (KOH), fest und flssig, zur Herstellung von Elektrolyt 54.2 Anforderungen an das Wasser zum Nachfllen und zur Herstellung von Elektrolyt. 64.3 Anforderungen an festes Lithiumhydroxi
16、d (LiOH, H2O) als Zusatz bei der Herstellung vonElektrolyt 65 Anforderungen an Fll- und Ersatzelektrolyt . 76 Physikalische und chemische Anforderungen an den Elektrolyt. 86.1 Elektrolytdichte 86.2 Minimale und maximale Werte der Elektrolytdichte 86.3 Reinheit des Elektrolyten. 8Anhang A (informativ
17、) 9Analyseverfahren (Referenzen). 9Anhang B (informativ) 10B.1 Abhngigkeit der Elektrolytdichte vom KOH-Gehalt bei einer Temperatur von 20 C 10B.2 Abhngigkeit der Dichte von der Temperatur 10B.3 Abhngigkeit der Dichte vom Li(OH)-Gehalt . 10EN 60993:200241 AnwendungsbereichDiese Norm gilt fr Elektrol
18、yt und seine Bestandteile, der in geschlossenen Nickel-Cadmium-Zellenverwendet wird.Dieser Elektrolyt wird verwendet: zum Fllen von Zellen, die ohne eingefllten Elektrolyt geliefert wurden, und/oder zum Nachfllen von Zellen, wenn ein Elektrolytwechsel erforderlich ist, und/oder wenn der Betriebselek
19、trolyt mit Wasser aufgefllt werden muss,vorausgesetzt, dass keine besonderen Empfehlungen des Herstellers verfgbar sind.2 ZweckZweck dieser Norm ist es, die Zusammensetzung, Reinheit und Eigenschaften des Elektrolyten und seinerBestandteile festzulegen, die in geschlossenen Nickel-Cadmium-Zellen ben
20、utzt werden, und die damitverbundenen Anforderungen, wenn spezielle Empfehlungen des Herstellers nicht vorliegen.3 BegriffeFr diese Norm gelten die folgenden Begriffe:3.1Einteilung der VerunreinigungenVerunreinigungen werden nach ihrem Einfluss auf die Lebensdauer und Leistungsfhigkeit der Zellenein
21、geteilt, sofern die in den folgenden Tabellen angegebenen Werte berschritten werden. Kritische Verunreinigungen: Sie haben schdigende Wirkungen auf den Betrieb und dieEigenschaften der Zellen. Sie verursachen eine irreversibleSchdigung der Zelle. Wesentliche Verunreinigungen: Sie setzen die Leistung
22、sfhigkeit und/oder die Lebensdauer der Zelleherab. Unwesentliche Verunreinigungen: Sie haben keinen Einfluss auf die Lebensdauer und/oderdie Leistungsfhigkeit der Zelle.3.2FllelektrolytElektrolyt zum Fllen neuer, geschlossener Nickel-Cadmium-Zellen vor der Inbetriebnahme3.3BetriebselektrolytElektrol
23、yt, der in einer geschlossenen Nickel-Cadmium-Zelle vorhanden ist. Er unterscheidet sich in seinerZusammensetzung vom Fllelektrolyt und vom Ersatzelektrolyt infolge des Nachfllens von Wasser, derAbsorption von Kohlendioxid aus der Luft und dem bergang von Verunreinigungen aus den innerenBauteilen de
24、r Zelle.3.4ErsatzelektrolytElektrolyt, der zum Wiederbefllen von geschlossenen Nickel-Cadmium-Zellen verwendet wird, wenn derBetriebselektrolyt die Grenzen der Verunreinigungen bersteigt4 Herstellung von ElektrolytDer Elektrolyt wird durch Verdnnen handelsblicher Kalilauge hherer Konzentration mit g
25、ereinigtemWasser oder durch Auflsen von festem Kaliumhydroxid in gereinigtem Wasser hergestellt. Gegebenenfallssind Zustze (z. B. Lithiumhydroxid) entsprechend den Angaben des Herstellers hinzuzufgen.EN 60993:20025ANMERKUNG uerste Vorsicht ist anzuwenden, wenn festes Kaliumhydroxid in Wasser aufgels
26、t wird: BeimAuflsen tritt erhebliche Wrmeentwicklung auf.Es ist wichtig, dass festes Kaliumhydroxid immer ins Wasser, nie das Wasser zum festen Kaliumhydroxid gegeben wird.Fr die Herstellung von Elektrolyt durch Auflsen von Kaliumhydroxid sollten nur Behlter aus Stahl oder Kunststoff,vorzugsweise au
27、s Polyethylen, benutzt werden.Die Behlter mssen gegen Kalilauge und bei Temperaturen bis 100 C bestndig sein.4.1 Anforderungen an Kaliumhydroxid (KOH), fest und flssig, zur Herstellung vonElektrolytDer Kaliumhydroxid-Gehalt in Form von KOH darf in festem Zustand nicht weniger als 85 % und in flssige
28、mZustand nicht weniger als 45 % betragen.Tabelle 1 Maximale Verunreinigungen in KaliumhydroxidVerunreinigungen Bestimmt alsKOH in festerFormmg/kgKOH-Lsungmg/lZink Zn 20 15Kritische Kupfer Cu 5 4Chlorid KCL 200 150Eisen Fe 20 15Blei Pb 5 4Wesentliche Kalzium CaO 50 40Magnesium MgO 50 40Karbonat K2CO3
29、1 % Massenanteil 0,5 % MassenanteilNatriumhydroxid NaOH 3 % Massenanteil 1,6 % MassenanteilAluminium Al 20 15Unwesentliche Sulfat K2SO4100 75Nitrat KNO350 40Silizium SIO2150 120ANMERKUNG Normalerweise kommen die meisten dieser Verunreinigungen nicht in den angegebenen Mengen vor.Deshalb sollte nur d
30、er Gehalt an KOH, Karbonat, Chlorid und Eisen geprft werden, ausgenommen, es liegen andereEmpfehlungen vom Hersteller vor.EN 60993:200264.2 Anforderungen an das Wasser zum Nachfllen und zur Herstellung von ElektrolytTabelle 2 Anforderungen und maximale Verunreinigungen von WasserAussehen klar und fa
31、rblospH-Wert 5 bis 9Leitfhigkeit bei 20 C frisch hergestellt 10 S/cm nach Lagerung 30 S/cminsgesamt gelste Feststoffe 20 mg/lKritische Chlorid als KCl 20 mg/lEisen als Fe 10 mg/lWesentliche Kalzium als CaO 15 mg/lMagnesium als MgO 15 mg/lSulfat als K2SO420 mg/lUnwesentliche Silizium als SiO22 mg/lOx
32、idierbarer Kohlenstoffals Verbrauch an KMnO430 mg/lANMERKUNG Normalerweise kommen die meisten dieser Verunreinigungen nicht in den angegebenen Mengen vor.Deshalb sollten nur der pH-Wert, die Leitfhigkeit und die insgesamt gelsten Feststoffe geprft werden.4.3 Anforderungen an festes Lithiumhydroxid (
33、LiOH, H2O) als Zusatz bei der Herstellungvon ElektrolytDer Lithium-Hydroxid-Gehalt in Form von LiOH darf in festem Zustand nicht weniger als 52 % betragen.Tabelle 3 Maximale Verunreinigungen von LithiumhydroxidVerunreinigungen Bestimmt alsGehaltmg/kgKritische Chlorid LiCl 100Eisen Fe 25WesentlicheKa
34、rbonat Li2CO32 % MassenanteilNatriumhydroxid NaOH 0,4 % MassenanteilUnwesentlicheSulfat Li2SO4150EN 60993:200275 Anforderungen an Fll- und ErsatzelektrolytDie Zusammensetzung und die Dichte der Elektrolyte zum Gebrauch in geschlossenen Nickel-Cadmium-Zellen sind vom Hersteller festgelegt.Fll- und Er
35、satzelektrolyt mssen ohne Trbung und frei von festen Bestandteilen sein.Sie mssen entweder flssig oder durch Auflsen der festen Form in Wasser, das die Anforderungen nach4.2 erfllt, hergestellt sein.Die Dichte bei 20 C ist nach den Angaben des Herstellers einzustellen.In solchen Elektrolyten drfen d
36、ie maximal zulssigen Verunreinigungen die in Tabelle 4 angegebenen Wertenicht bersteigen.Tabelle 4 Maximal zulssige Verunreinigungen von Fll- und ErsatzelektrolytVerunreinigungen Bestimmt alsGehaltmg/kgZink Zn 8Kritische Kupfer Cu 2Chlorid LiCl 100Eisen Fe 17Blei Pb 2Wesentliche Kalzium CaO 50Magnes
37、ium MgO 50Karbonat K2CO37500Aluminium Al 8Sulfat K2SO4800UnwesentlicheNitrat KNO3100Silizium SIO2100ANMERKUNG 1 Diese Werte gelten fr bliche Elektrolyte mit Dichten zwischen 1,18 kg/l und 1,25 kg/l.ANMERKUNG 2 Es wird empfohlen, nur die Dichte, den Gehalt an Gesamt-Alkali (KOH + LiOH), Karbonat, Chl
38、orid undEisen zu prfen.EN 60993:200286 Physikalische und chemische Anforderungen an den Elektrolyt6.1 ElektrolytdichteDie Elektrolytdichte wird beeinflusst durch: den Gehalt an Verunreinigungen, z. B. Karbonat-Gehalt, der whrend des Betriebs ansteigt, den Wasserverbrauch bei berladung (Gasung), den
39、Ladezustand (die Dichte sinkt geringfgig beim Laden ab als Folge des dabei erzeugten Wassers), den Wasserverlust durch Verdunstung, die mgliche Aufnahme von Bestandteilen des Elektrolyten ins aktive Material, z. B. Li und K.Die Elektrolytdichte einer Zelle muss bei dem Fllstand gemessen werden, der
40、vom Hersteller angegebenwird. Zuvor ist der Elektrolyt durch berladung zu durchmischen, um das Vermischen von Wasser mit demElektrolyten durch Gasung zu frdern, besonders nach dem Auffllen mit Wasser. Vor der nachfolgendenDichtemessung sollte eine Ruhepause von mindestens 15 min eingehalten werden.6
41、.2 Minimale und maximale Werte der ElektrolytdichteDie Elektrolytdichte einer geschlossenen Nickel-Cadmium-Zelle ist zu korrigieren, sobald sie nicht mehr denvom Hersteller angegebenen Werten entspricht. Dies geschieht, indem ein Teil des Elektrolyten entfernt undentweder mit Nachfllwasser oder konz
42、entriertem Elektrolyt aufgefllt wird, oder indem ein kompletterElektrolytwechsel nach Angaben des Herstellers durchgefhrt wird.6.3 Reinheit des ElektrolytenBeim Betrieb geschlossener Nickel-Cadmium-Zellen steigt die Menge der Verunreinigungen des Elektrolytenan. Unter der Voraussetzung, dass der Ele
43、ktrolyt aus Bestandteilen hergestellt wurde, die den Anforderungenin den Tabellen 1, 2 und 3 entsprechen und dass der Fll- und Ersatzelektrolyt den Anforderungen nachTabelle 4 entspricht, braucht der Benutzer nur noch die in 6.2 angegebene Dichte und den Karbonatgehaltnach Angabe des Herstellers fes
44、tzustellen. Liegen keine Herstellerangaben vor, darf der Karbonatgehalt,bestimmt als Kaliumkarbonat, 75 g/lnicht berschreiten. Die fr die Analyse genommene Probe muss zuvorgefiltert werden, um Feststoffe zu entfernen.Andere Verunreinigungen nehmen mit der Zeit zu infolge der Anreicherung der Verunre
45、inigungen aus demNachfllwasser und durch Herauslsen von Verunreinigungen aus den aktiven Materialien.In allen Fllen von fehlerhaftem Verhalten der Zellen sollte der Hersteller um Rat gefragt werden.EN 60993:20029Anhang A(informativ)Analyseverfahren (Referenzen)Zur Bestimmung von Verunreinigungen in
46、Kaliumhydroxid fr industrielle Anwendungen wird auf folgendeinternationale Normen hingewiesen:ReferenzlisteReferenz Ausgabedatum TitelISO 990 1973 Potassium hydroxide for industrial use; Method of essayISO 993 1976 Potassium hydroxide for industrial use; Determination of sulphatecontent; Barium sulp
47、hate gravimetric methodISO 994 1973 Potassium hydroxide for industrial use; Determination of iron content;1,10-Phenanthroline photometric methodISO 995 1975 Potassium hydroxide for industrial use; Determination of silica content;Reduced molybdosilicate photometric methodISO 1550 1973 Potassium hydro
48、xide for industrial use; Determination of sodium content;Flame emission spectrophotometric methodISO 2466 1973 Potassium hydroxide for industrial use; Sampling; Test sample;Preparation of the main solution for carrying out certain determinationsISO 2900 1973 Potassium hydroxide for industrial use; D
49、etermination of carbon dioxidecontent; Titrimetric methodISO 3177 1975 Potassium hydroxide for industrial use; Determination of chloridecontent; Photometric methodISO 3194 1975 Potassium hydroxide for industrial use; Determination of sulphurcompounds; Method by reduction and titrimetryISO 3698 1976 Potassium hydroxide for industrial use; Determination of calcium andmagnesium contents; Flame atomic absorption
