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移动电源产业发展现状及主要质量安全风险

2018-02-28 09:15:15 中国质量新闻网

移动电源产业发展现状及主要质量安全风险

文 牛建军

随着手机成为人们生活的重要组成部分,便携式移动电源几乎成了手机的标配。移动电源产品又名充电宝,当前的市场集中度不高,品牌非常多,质量方面更是参差不齐。近年来由于一些移动电源的质量不过关,引发了许多燃烧爆炸事件,直接危及消费者的生命和财产安全,因此越来越多的消费者和相关部门开始关注移动电源,对人们生活中这个不起眼却又离不开的产品的安全性尤为注意。

便携式移动电源的发展状况

移动电源最早出现在2001年的CES展览上,是用几节AA电池附带一个控制电路而拼凑起来的。当时虽然这个东西不起眼,但因它能在任何地方给数码产品充电而引起许多人的关注。

随着我国手机和移动便携设备的快速发展,手机已经成了人们生活的重要组成部分,便携式移动电源作为手机的标配,随着消费者的需求已在各种场合随处可见。消费者对移动设备连续工作及大电量的需求下,移动电源内置锂聚合物电芯容量高,能够适合最大范围的数码产品,以其移动性,能在移动状态及不方便充电情况下来发挥其功用。

不受局限的同时,为多部手机或数码设备供电或充电,带有电量指示灯,多USB端口输出,多电流选择。解决了消费者不方便充电时候的续航需求,彻底解决缺电之苦,使工作和旅游无忧无虑,使得生活和工作的品质得以提升。移动电源产品也得以快速发展,然而,近年来由于有些品牌的移动电源的质量不过关,引发了许多燃烧爆炸事件,直接危及消费者的生命和财产安全。

对此我国于2015年8月1日实施了首部锂离子电池安全强制性国标《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》(GB 31241-2014)。该标准主要针对锂离子电池芯、电池组规定了在正常使用、合理可预见的误用和滥用条件下的电安全、环境安全、机械安全的要求和测试方法。这些标准的出台对于锂离子电池产品自身,以及以锂离子电池为关键部件的移动电源等相关产品的安全性提高有着非常重要的意义。生产企业按照这部标准来生产,会生产出质量更好,更加安全耐用的产品。

移动电源产品不合格项目产生的

原因及防范

目前,市场上移动电源品牌众多,其间鱼龙混杂,更多是充斥着山寨杂牌,造假虚标容量更是不胜枚举。国家质检总局和各地监管部门通过产品质量监督抽查,发现了有不法企业生产假冒产品和不合格产品,2015年广东省广州市荔湾区质监局执法人员现场查获假冒(小米)充电宝5200多块及假SAMSUNG(三星)充电宝800多块。

2016年深圳市便携式移动电源产品质量专项监督抽查发现不合格产品14批次。抽查的不合格项目主要有重物冲击、防火防护外壳的材料等项目。从检测的结果来看,劣质移动电源在市场中的占有率可谓不小,而在实际使用中,因为移动电源质量问题引发的意外事件更是比比皆是。一些移动电源产品,在平时使用时感觉不到问题,但是上了飞机,其要经历的较平时更为苛刻的使用条件。高空中不稳定的温湿度、高温环境等让劣质移动电源要经历更加严厉的考验,很容易出现问题。民航航班上就连续发生过多起移动电源自燃事件,为此中国民航局不得不紧急发出通知,要求加强对旅客携带锂电池乘机的安全风险防范。民航规定:“充电宝额定能量不超过100Wh,无需航空公司批准;额定能量超过100Wh但不超过160Wh,经航空公司批准后方可携带”。

根据抽查结果分析,移动电源产品不合格项目其产生的原因,主要是许多小企业盲目生产,偷工减料,弄虚作假,生产工艺简单,产品技术含量较低,属于没有研发能力的组装厂,根本无法控制产品质量。一些企业忽视了内部质量管理,生产技术缺失,缺乏出厂检验设备和人员,不按标准生产,导致产品部分检验项目不合格。

了解便携式电子产品用锂离子电池组标准需要了解其术语及电池结构:

大充电电流:制造商规定的最大恒流充电电流。Icm。

最大放电电流:制造商规定的最大持续放电电流。Idm。

漏液:可见的液体电解质露出。

破裂:由于内部或外部因素引起电池外壳或电池组壳体的机械损伤,导致内部物质暴露或溢出,但没有喷出。

额定容量:制造商标明的电池或电池组容量C。

充电限制电压:制造商规定的电池或电池组容量的额定最大充电电压。Ucl。

推荐充电电流:制造商推荐的恒流充电电流。ICR。

移动电源是由三个部分组成,电芯部分(电池或电池组)、电路部分(升压系统和充电管理系统)和外壳部分。

一、容量测试

电池或电池组按照制造商规定的方法进行充电,充满电搁置10min,再按照制造商规定的电流进行恒流放电至放电截至电压。放电所提供的容量即为电池的实际容量。而劣质移动电源最大的问题就是容量虚标,实际电量经常不足标称电量的40%。目前市场上销售的产品未标注额定容量,仅标注电池容量,用较大数据的电池容量代替产品本身的额定容量。因为电芯的电压为3.7V,不能直接为智能手机充电,需要经过升压电路将电压升到USB标准电压5V后才能为智能手机充电,从目前市场上的各类产品来看,市场上销售的移动电源产品所标识的容量均为标准定义的电池能量,按照标准检验得到的是移动电源实际能够释放的能量,需要把实测额定容量数据理论折算成电池能量,再利用产品实测的效率数据,换算成电池能量的检测值,然后与产品上标称的电池能量进行比较,判断产品是否符合标准要求。

二、重物冲击

电池或电池组按照制造商规定的方法进行充电,充满电后,将电池置于平台表面,将直径15.8mm±0.2mm的金属棒横置在电池几何中心上表面,采用质量为9.1kg的重物从610mm±25mm的高处自由落体状态撞击放有金属棒的电池表面,并观察6h电池应不起火,不爆炸。对移动电源的重物冲击能力进行考察,主要是考核移动电源内部电池在承受外力冲击时是否会引起电池内部短路,若发生内部短路,是否存在起火、爆炸的危险。如果移动电源的内部电池该项目测试不符合,则其在遭受外力冲击时很有可能发生起火、爆炸,严重危害消费者的生命和财产安全。

三、过充电

按照制造商规定的最大持续放电电流Idm进行恒流放电至截至电压,用制造商推荐的充电电流的3倍中较大值恒流充电至以下类型正极材料的试验电压。(钴酸锂4.6V,锰酸锂4.6 V,三元材料4.6V,磷酸亚铁锂5.0V)然后按该试验电压恒压充电。电池应不起火,不爆炸。电池过充时,从正极溢出过量的锂离子与溶液反应,放出热量加热电池,促发正极材料与溶剂反应,产生大量的热和气体导致电池爆炸。如何正确给电池充电,预防事故发生,应该引起广大消费者的重视。在日常使用时控制充电时间,防止电池过充,以减少气体析出量,尽可能使用原装充电器充电,避免在高温、潮湿等不良环境下为电池充电。

四、热滥用

电池或电池组按照制造商规定的方法进行充电,充满电后,将电池放入试验箱中,试验箱以5±2℃/min的温升速率进行升温,当箱内温度达到130±2℃后恒温,并持续30min,电池应不起火,不爆炸。对移动电源这个项目的检查,主要是考察电池在过热条件下热失控引起起火、爆炸的安全问题,引起热失控的原因是在外部温度不断升高的条件下电池内部温度也不断升高,升高到一定温度后,电池内部同时发生了其他的放热反应而使电池温度继续升高就有可能引起安全问题。

五、防火

电池或电池组放入空气循环的烘箱内处理168h,保持在70℃的均匀温度,后冷却到室温,试验火焰加在样品的内表面,当实验火焰第二次施加后,样品延续燃烧不得超过1min,而且样品不得完全燃尽。对移动电源防火的检测主要是考核移动电源的外壳在移动电源内部电池发生起火时,能否有效地阻止火焰的蔓延,防止灾害事故的进一步扩大。如果移动电源的外壳该项目测试不符合,则在移动电源内部电池发生起火时,外壳不能有效地对火焰进行阻燃甚至有可能由于自身的燃烧,加大事故的危害性。

六、自由跌落

电池或电池组按照制造商规定的方法进行充电,充满电后,从1m高度自由落体跌落于混凝土板上,电池应不起火,不爆炸。移动电源仍应能够正常使用。这个项目考察移动电源在自由跌落后是否出现壳体开裂,导致移动电源内部器件暴露,有可能引起的安全风险。

所以在购买便携式移动电源时最好通过正规途径,选择知名度较高的品牌进行购买,不要贪图便宜而忽略便携式移动电源的质量。在购买便携式移动电源时,选择规格标示较为完整的产品。产品上应有产品名称、型号、额定容量、电池容量,厂名或商标;输入输出端口要有端口名称及额定电压、电流值;包装上应标注安全警告、生产日期或批号、厂名和厂址;必须使用中文标识,包装与产品上标识的重复内容必须一致。查看移动电源的性能,对比各项安全系数,才更有安全保障。金属外壳在移动电源的产品结构中起到散热器的作用,把电池产生的热量通过金属外壳散发出来。从安全的角度出发,建议选择金属外壳的产品。

使用当中要注意按照产品说明书的要求正确使用移动电源,移动电源充电结束要及时断电,以免长时间通电造成不必要的风险。充电时若发烫应立即停止充电,若显示已充电完毕应及时断电。避免接触重物或尖锐金属部件,防止内部电芯被重物压变形或被尖锐金属刺穿,发生爆炸。遵守民航规定,不要在飞机上使用移动电源。

作者单位:甘肃省武威市质量计量检验检测中心

(责任编辑:春天)
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