제정 기술표준원 고시 제2012―    호 (2012.  .  )

전기용품안전기준

K10023

소형 밀폐 2차 전지의 유해물질 안전

목    차

서  문	1

1 적용범위	1

2 인용기준	1

3 용어와 정의	1

4 일반 요구사항	2

4.1 전지계에 의한 분류	2

5 안전요건	4

5.1 겉모양	4

5.2 수은(Hg)함량	4

5.3 카드뮴(Cd)함량	5

5.4 납(Pb)함량	5

5.5 내 누액성	5

6 시험방법	5

6.1 시험상태	5

6.2 시험방법	5

6.2.1 수은(Hg)함량	5

6.2.2 카드뮴(Cd)함량	7

6.2.3 납(Pb)함량	7

6.2.4 내누액	8

7 검사방법	8

7.1 모델의 구분	8

7.2 시료채취 방법	8

7.3 시료크기 및 합부판정조건	8

8 표시	9

K10023 소형 밀폐 2차 전지의 유해물질 안전기준

(Safety requirements of Hazardous substance for Sealed secondary batteries)

서 문

이 기준은 기술표준원 고시 제2007-34호(2007.1.24)로 공산품안전관리법에서 자율안전확인의 기준으로 적용되어오던 부속서 5의 제1부 건전지 부분을 기술적 내용 및 기준의 서식을 변경하지 않고 전기용품안전관리법에 따른 강제적용기준으로 적용하기 위하여 도입한 안전기준이다.

1 적용범위  이 기준은 2차 전지 중 소형의 니켈-카드뮴 전지, 알칼리 2차 전지, 니켈-수소 전지 등 이들로 조립된 휴대 기기용 전지류의 유해물질 안전요구사항, 시험방법 및 표시사항 등에 대해 규정한다. 다만, 군 특수용 및 단추형은 적용대상에서 제외한다.

2 인용기준  다음의 기준은 이 기준에 인용됨으로써 이 기준의 규정 일부를 구성한다. 이러한 인용기준은 그 최신판을 적용한다.

KS A 0006  시험장소의 표준상태

KS A 3151  랜덤샘플링 방법

KS C 1303  지시 전지계기

KS C IEC 60050-486 국제 전기 용어 - 제486장: 2차 전지

KS M 7602  거름종이 - 화학분석용

KC C IEC 62133  비산성 및 알칼리 전해액을 포함하는 2차전지 - 휴대형 밀폐 2차단전지 및 휴대 기기용 전지의 안전성

IEC 60086-1  Primary batteries.  Part 1 : General

IEC 60086-2  Primary batteries.  Part 2 : Specification sheets

KC C IEC 61951-1 휴대용 밀폐 니켈·카드뮴 축전지

KC C IEC 61951-2 휴대용 밀폐 니켈·수소 축전지

KC C IEC 60622 각형 밀폐형 니켈·카드뮴 축전지

3 용어와 정의  이 기준에서 사용하는 주된 용어와 정의는 다음에 따른다.

3.1 2차 전지  이미 방출된 전류를 다시 외부로부터 유입하여 전압을 회복시켜 재사용할 수 있는 전지

3.2 니켈-카드뮴 전지  양극 재료는 주로 니켈로 만들고, 음극 재료는 주로 카드뮴으로 만든 알칼리 2차 전지

3.3 알칼리 2차 전지  전해액이 알칼리 용액인 2차 전지. 통상 알카라인 전지라고도 한다.

3.4 니켈 수소 전지  니켈－산화물을 주 양극 활물질, 수소 저장 합금을 주 음극 활 물질, 수산화칼륨 등의 수용액을 전해액으로 하여, 양ㆍ음극판이 격리판 또는 부직포로 격리되어 있는 2차 전지

3.5 공칭전압  전지의 표시에 사용하는 전압

3.6 개로전압  전지에 부하를 걸지 않은 상태에서 양단자간의 전압

3.7 단자  외부전기 회로가 접속되는 부분

3.8 부하저항  성능시험을 하기 위하여 양단자간에 접속하는 저항

4 종류

4.1 전지계에 의한 분류  전지계에 따라 니켈-카드뮴전지, 알카라인 2차 전지, 니켈수소전지로 분류한다. 니켈-카드뮴전지는 “K", 니켈수소 전지는 ”H"로 표시한다. 알칼리 2차 전지는 “L"로 표시 한다.

표 3  2차 전지의 모양 및 치수를 나타내는 기호와 최대 치수

전지구분	문자	형태	크기(mm)			IEC표기	KS표기	비고
			지름	두께	총높이
니켈카드뮴	K	R	7.8		42.5	KR 8/43	-	-
			10.5		16.0	KR 11/16	-	-
			10.5		44.5	KR 11/45	KR-AAA	R03
			12.0		30.0	KR 12/30	-	-
			14.5		17.5	KR 15/18	-	-
			14.5		30.0	KR 15/30	-	-
			14.5		43.0	KR 15/43	-	-
			14.5		50.5	KR 15/51	KR-AA	R6
			17.0		17.5	KR 17/18	-	-
			17.0		28.5	KR 17/29	-	-
			17.0		43.0	KR 17/43	-	-
			17.0		50.0	KR 17/50	-	-
			17.0		66.0	KR 17/66	-	-
			23.0		26.5	KR 23/27	-	-
			23.0		34.0	KR 23/34	-	-
			23.0		43.0	KR 23/43	-	-
			25.8		31.0	KR 26/31	-	-
			25.8		50.0	KR 26/50	-	-
			32.1		36.3	KR 33/36	-	-
			33.0		44.0	KR 33/44	-	-
			33.0		61.5	KR 33/62	-	-
			33.0		91.0	KR 33/91	-	-
			43.5		71.0	KR 44/71	-	-
			43.5		91.0	KR 44/91	-	-
			43.5		146.0	KR 44/146	-	-

전지구분	문자	형태	크기(mm)			IEC표기	KS표기	비고
			지름	두께	총높이
니켈카드뮴	K	F	17.3	6.1	40.2	KF 18/07/41	-	-
			17.3	6.1	48.2	KF 18/07/49	-	-
			17.3	8.3	48.2	KF 18/09/49	-	-
			17.3	6.1	67.3	KF 18/07/68	-	-
			17.3	8.3	67.3	KF 18/09/68	-	-
			17.3	10.5	67.3	KF 18/11/68	-	-
			17.3	17.3	67.3	KF 18/18/68	-	-
			23.0	14.7	67.3	KF 23/15/68	-	-
	K	B	11.6		5.1	KB 116/051	-	-
			11.6		5.5	KB 116/055	-	-
			15.6		4.8	KB 156/048	-	-
			15.6		6.1	KB 156/061	-	-
			22.2		5.0	KB 222/050	-	-
			22.9		5.5	KB 229/055	-	-
			23.2		3.0	KB 232/030	-	-
			23.2		5.5	KB 232/055	-	-
			23.2		6.7	KB 232/067	-	-
			25.2		6.4	KB 252/064	-	-
			25.2		7.7	KB 252/077	-	-
			25.2		9.5	KB 252/095	-	-
			34.6		5.5	KB 346/055	-	-
			34.6		9.8	KB 346/098	-	-
			43.2		8.1	KB 432/081	-	-
			50.5		10.5	KB 505/105	-	-

전지구분	문자	형태	크기(mm)			IEC표기	KS표기	비고
			지름	두께	총높이
니켈수소	H	R	10.5		44.5	HR 11/45	HR-AAA	R03
			14.5		43.0	HR 15/43	-	-
			14.5		49.0	HR 15/49	-	-
			14.5		50.5	HR 15/51	HR-AA	R6
			17.0		28.5	HR 17/29	-	-
			17.0		43.0	HR 17/43	-	-
			17.0		50.0	HR 17/50	-	-
			17.0		67.0	HR 17/67	-	-
			23.0		43.0	HR 23/43	-	-
			25.8		47.0	HR 26/47	-	-
			25.8		50.0	HR 26/50	-	-
	H	F	14.5	7.4	48.2	HF 15/08/49	-	-
			14.5	8.3	48.2	HF 15/09/49	-	-
			17.3	6.1	35.7	HF 18/07/36	-	-
			17.3	6.1	48.2	HF 18/07/49	-	-
			17.3	8.3	48.2	HF 18/09/49	-	-
			17.3	6.1	67.3	HF 18/07/68	-	-
			17.3	10.7	67.3	HF 18/11/68	-	-
			17.3	17.3	67.3	HF 18/18/68	-	-
			22.7	10.7	67.3	HF 23/11/68	-	-
			22.7	14.5	67.3	HF 23/15/68	-	-
니켈수소	H	B	7.9		5.4	HB 079/054	-	-
			11.6		5.4	HB 116/054	-	-
			15.6		6.4	HB 156/064	-	-
			22.2		4.8	HB 222/048	-	-
			25.2		6.1	HB 252/061	-	-
			25.2		6.5	HB 252/065	-	-
			25.2		7.8	HB 252/078	-	-
			34.7		6.0	HB 347/060	-	-

5 안전요건

5.1 겉 모양  겉모양은 사용상 지장이 생기는 이물, 오염, 흠집 및 변형이 없어야 하고, 표시가 명확해야 한다.

5.2 수은(Hg) 함량  건전지의 수은(Hg)함량은 6.2.2에 의해 시험했을 때 수은함량이 1 mg/㎏ 이하이어야 한다.

5.3카드뮴(Cd) 함량  건전지의 카드뮴(Cd)함량은 6.2.3에 의해 시험했을 때 카드뮴 함량이 10 mg/㎏ 이하이어야 한다(단, 니켈-카드뮴전지는 제외한다).

5.4 납(Pb) 함량  건전지의 납(Pb)함량은 6.2.4에 의해 시험했을 때 납함량이 4,000 mg/㎏ 이하이어야 한다.

5.5 내 누액성  내 누액은 6.2.5에 의해 시험했을 때 최대 치수를 초과하는 변형 및 누액이 없어야 한다(2차 전지 중 알카라인 전지에만 적용한다).

6 시험방법

6.1 시험상태  시료전지의 시험상태는 특히 지정하지 않는 한 KS A 0006에 규정된 상온(20±15℃), 상습(65±20 %)으로 한다.

6.2 시험방법

6.2.1 수은(Hg) 함량

(1) 분석용 시료 준비  신품전지의 전체를 달아 시료 무게로 하고, 외통(외장) 분리 후 외통(철판)의 끝 부분에 작은 구멍을 뚫어 시료로 한다.

(2) 시료의 전처리  미리 무게를 정밀하게 단 시료 1개를 취하여 적당한 크기의 원추형 비이커에 넣은 다음 질산(4 : 5) (수은 시험용)으로 시료전지가 충분히 잠길 때까지 넣은 후 과산화수소수(30 %)소량을 넣어 흔들어 섞고, 시계접시로 덮은 다음 모래 중탕에서 250℃ 이하로 하여 갑자기 끓는 것을 피하면서 조용히 가열하여 끓인다. 아연통안에 격막지가 있는 경우에는 격막지를 뚫어 격막지안에 있는 내용물이 완전히 분해되도록 한다. 아연통의 격막지 안에 있는 내용물이 완전히 분해된 다음 3 시간 이상 더 가열하여 분해의 종말점으로 한다. 분해가 끝난 다음 실온에서 방냉하여 KS M 7602에 규정하는 거름종이(5종 B)로 거르고 물을 넣어 일정량으로 한 다음 수질오염 공정시험방법의 원자 흡광광도법(환원기화법)에서 규정하는 시료의 전처리에 따라 전처리한다.

(3) 분석방법

① 시험방법  전처리한 시료(¹)전량을 그림 1의 환원용기에 옮기고 환원기화 장치와 원자 흡광 분석장치를 연결한 다음, 환원용기에 염화제일주석 용액(수은 시험용) 10 mL를 넣고 송기 펌프를 작동시켜 발생한 수은증기를 흡수셀로 보낸다.(²) 253.7 ㎚에서 흡광도가 상승하여 일정할 때의 값을 측정하고 미리 작성한 검량선으로부터 수은의 양을 구하여 농도(㎎/L)를 산출한다. 바탕시험을 하여 보정한다. 시료의 측정이 끝나면 배기콕크를 열고 과망간산칼륨을 함유한 황산(1 : 4)이 들어 있는 세척병을 통과시켜 대기 중에 방출한다.

② 검량선의 작성  수은 표준 용액(0.0001 mg/mL) 1～25 mL를 단계적으로 취하여 환원 용기에 넣고 황산(1 : 1) 20 mL와 물을 넣어 약 250 mL로 한 다음 이하 시료의 시험방법에 따라 시험하고 수은의 농도와 흡광도와의 관계선을 작성한다.

주(1) 유기물 및 기타 방해물질을 함유하지 않는 시료는 시료의 전처리를 생략하고 시료를 직접 환원용기에 넣고 황산(1 : 1) 20 mL와 물을 넣어 약 250 mL로 한 다음 시료의 시험방법에 따라 시험한다.

(2) 환원기화 장치가 개방식인 경우에는 염화제일주석 용액을 넣은 다음 밀폐하여 약 2분 동안 세게 흔들어 섞고 펌프의 작동과 동시에 콕을 열어 수은증기를 흡수셀에 보낸다. 이 때에는 흡광도 대신 피크의 높이 또는 면적을 측정하여 계산한다.

비고 1 시료 중 염화물 이온이 다량 함유된 경우에는 산화 조작시 유리 염소를 발생하여 253.7 ㎚에서 흡광도를 나타낸다. 이 때에는 염산히드록살아민 용액을 과잉하고 넣어 유리염소를 환원시키고 용기 중에 잔류하는 염소는 질소가스를 통과시켜 축출한다.

비고 2 벤젠, 아세톤 등 휘발성 유기물질도 253.7 ㎚에서 흡광도를 나타낸다. 이 때에는 과망간산칼륨 분해 후 헥산으로 이들 물질을 추출 분리한 다음 시험한다.

(밀폐식 환원기화 장치)                    (개방식 환원기화 장치)

그림 1 수은 환원기화 장치의 구성

A : 환원용기(300～350 mL의 유리병)

B : 건조관(입상의 과염소산마그네슘 또는 염화칼슘으로 충진한 것)

C : 유량계(0.5～5 L/min의 유량측정이 가능한 것)

D : 흡수셀(길이 10～30 cm 석영제)

E : 송기 펌프(길이 0.5～3 L/min의 송기능력이 있는 것)

F : 기록계

G : 수은 중공 음극 램프

H : 촉광부

I : 세척병(또는 수은제거장치)

6.2.2 카드뮴(Cd) 함량

(1) 분석용 시료 준비  6.2.2(1)의 수은(Hg)함량 시험방법의 분석용 시료준비에 따른다.

(2) 시료의 전처리  6.2.2(2)의 수은(Hg)함량 시험방법의 시료의 전처리에 따른다. 유도결합 플라즈마 발광광도법에 의한 분석시 철(Fe)성분은 제거하고 시험한다.

(3) 분석방법

＜원자 흡광도법>

① 시험방법  전처리한 시료용액을 원자광도법에 따라 228.8 nm에서 흡광도가 상승하여 일정할 때의 값을 측정하고 미리 작성한 검량선으로부터 카드뮴의 양을 구하여 농도(mg/mL)를 산출한다. 바탕시험을 하여 보정한다.

② 검량선의 작성  카드뮴 표준 용액(0.01 mg/mL) 0.5～20 mL를 단계적으로 취하여 플라스크(100 mL)에 넣고 시료와 같은 양의 질산(1 : 1), 염산(1 : 1)을 넣고 물로 눈금까지 채운 다음 이하 시료의 시험방법에 따라 시험하고 카드뮴의 농도와 흡광도와의 관계선을 작성한다.

<유도 결합 플라즈마 발광 광도법>

① 시험방법  전처리한 시료용액을 유도 결합 플라즈마 발광 광도법에 따라 226.5 nm에서 흡광도가 상승하여 일정할 때의 값을 측정하고 미리 작성한 검량선으로부터 카드뮴의 양을 구하여 농도(mL/L)를 산출한다. 바탕시험을 행하여 보정한다.

② 검량선의 작성  카드뮴 표준 용액(0.05 ㎎/mL) 0, 2, 10, 20 mL를 정확히 취하여 플라스크(100mL)에 넣고 시료와 같은 양의 질산(1 : 1), 염산(1 : 1)을 넣고 물로 눈금까지 채운 다음 이하 시료의 시험방법에 따라 시험하고 카드뮴의 농도와 발광광도와의 관계선을 작성한다.

비고 유기물 및 그 밖의 방해 물질을 함유하지 않은 시료는 시료의 전처리를 생략하고 시료를 직접 시험용기에 넣고 시료와 같은 양의 질산(1 : 1), 염산(1 : 1)을 넣고 물로 눈금까지 채운 다음 시료의 시험방법에 따라 시험한다.

6.2.3 납(Pb) 함량

(1) 분석용 시료  준비 6.2.2(1)의 수은(Hg)함량 시험방법의 분석용 시료준비에 따른다.

(2) 시료의 전처리 6.2.2(2)의 수은(Hg)함량 시험방법의 시료의 전처리에 따른다. 유도결합 플라즈마 발광광도법에 의한 분석시 철(Fe)성분은 제거하고 시험한다.

(3) 분석방법

<원자 흡광도법>

① 시험방법  전처리한 시료용액을 원자광도법에 따라 220.3 nm에서 흡광도가 상승하여 일정할 때의 값을 측정하고 미리 작성한 검량선으로부터 납의 양을 구하여 농도(mg/mL)를 산출한다. 바탕 시험을 하여 보정한다.

② 검량선의 작성  납 표준 용액(0.01 mg/mL) 0.5～20 mL 를 단계적으로 취하여 플라스크(100  mL)에 넣고 시료와 같은 양의 질산(1 : 1), 염산(1 : 1)을 넣고 물로 눈금까지 채운 다음 이하 시료의 시험방법에 따라 시험하고 납의 농도와 흡광도와의 관계선을 작성한다.

<유도 결합 플라즈마 발광 광도법>

① 시험방법

전처리한 시료용액을 유도 결합 플라즈마 발광 광도법에 따라 220.3 nm에서 흡광도가 상승하여 일정할 때의 값을 측정하고 미리 작성한 검량선으로부터 납의 양을 구하여 농도(mL/L)를 산출한다. 바탕시험을 행하여 보정한다.

② 검량선의 작성

납 표준 용액(0.05 ㎎/mL) 0, 2, 10, 20 mL를 정확히 취하여 플라스크(100 mL)에 넣고 시료와 같은 양의 질산(1 : 1), 염산(1 : 1)을 넣고 물로 눈금까지 채운 다음 이하 시료의 시험방법에 따라 시험하고 납의 농도와 발광광도와의 관계선을 작성한다.

비고  유기물 및 그 밖의 방해 물질을 함유하지 않은 시료는 시료의 전처리를 생략하고 시료를 직접 시험용기에 넣고 시료와 같은 양의 질산(1 : 1), 염산(1 : 1)을 넣고 물로 눈금까지 채운 다음 시료의 시험방법에 따라 시험한다.

6.2.4 내누액

내누액성은 다음의 조건에 따라서 시험한다.

(1) 시험 온도 및 습도 : 45±2 ℃, 70 % 이하

(2) 시험 기간 : 30 일

(3) 시험 방법 : 연속방치

7 검사 방법

7.1 모델의 구분  건전지 모델은 4. 종류에 의한 모양 및 치수를 나타내는 기호와 최대 치수로 구분하여 구성한다.

7.2 시료 채취 방법  필요할 경우 시료는 KS A 3151에 따른다.

7.3 시료 크기 및 합부 판정 조건  시료크기 및 합부판정은 다음 표와 같다. 다만, 합부판정 시 표시사항은 제외한다.

검사구분	시료의 크기(n)	합격판정갯수(Ac)	불합격판정갯수(Re)
자율안전	1	0	1

주) 시료의 크기(n) : 동 안전기준을 적용하여 시험하는데 필요한 시료의 최소수량 또는 질량

8 표 시  표시는 몸체 표면 또는 최소 단위 포장에 인쇄 또는 스티커로 「전기용품 안전관리법 시행규칙」제23조제1항의 규정사항 및 다음 사항을 표시하여야 한다. 다만, 극성은 제품 낱개에 표시하여야 한다.

8.1 종 류 (전기화학계 기호와 모양 및 치수를 나타낸 기호의 조합)

단, 구형식을 병기하여도 좋다.

8.2 공칭전압

8.3 극 성  + 및 -의 극성으로 표시한다.

8.4 제조자 명

8.5 수입자 명(수입품에 한함)

8.6 주소 및 전화번호 (국내 제조제품은 국내 제조자, 수입품인 경우에는 수입자)

8.7 사용상 주의사항

보기 (1) 누액, 파열의 우려가 있으므로 (+), (-)를 바르게 넣을 것

(2) 충전, 분해, 단락, 가열하지 말 것

(3) 다른 전지와 혼용하여 사용하지 말 것 등

8.8 제조국 명 (국내 제조제품은 생략 가능, 수입품은 대외무역법에 의거 표시)