隨著電動自行車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展和鋰電化進程加快，電動自行車用鋰離子電池起火、爆炸事故也逐年增多，該產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題已引起社會的廣泛關(guān)注。本文將標準分析與實驗室檢測實踐相結(jié)合，從電動自行車用鋰離子電池產(chǎn)品的常見不合格項目進行分析，探討如何提升該產(chǎn)品的質(zhì)量安全。
當前，電動自行車已成為我國城鎮(zhèn)居民日常出行的重要交通工具之一，電動自行車用鋰離子蓄電池(以下簡稱“電動自行車用鋰電池”)作為整車的動力來源，是電動自行車的關(guān)鍵核心部件。隨著電動自行車用鋰電池的廣泛應(yīng)用，其帶來的安全性問題也日漸凸顯，引起社會的廣泛關(guān)注。
一、電動自行車用鋰電池的定義
GB/T 36945-2018《電動自行車用鋰離子蓄電池詞匯》中電動自行車用鋰電池的定義為∶由多個鋰離子電池單體按照電壓、尺寸、極端排列、容量和倍率特性組合而成，包含保護裝置和電池管理系統(tǒng)等，專為電動自行車提供電能的裝置[1]。
二、電動自行車用鋰電池產(chǎn)品的行業(yè)發(fā)展
據(jù)統(tǒng)計，2023年我國電動自行車產(chǎn)銷量均超5000萬輛，社會保有量超4億輛，位居世界第一位[2]。隨著GB 42295-2022《電動自行車電氣安全要求》與GB 17761-2018《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》的發(fā)布實施以及我國對電動自行車產(chǎn)品實施強制性產(chǎn)品認證管理，電動自行車行業(yè)進入快速發(fā)展期。其中，GB 17761-2018標準中對“裝配完整的電動自行車的整車質(zhì)量應(yīng)當小于或等于55kg”的要求[3]極大地推動了電動自行車產(chǎn)品向輕量化、鋰電化方向發(fā)展。鋰離子電池由于其重量更輕、能量密度更高和環(huán)境更友好等優(yōu)點正逐漸取代鉛酸電池，成為電動自行車技術(shù)發(fā)展路線主流。
據(jù)EV Tank統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2018~2021年，我國兩輪電動車用鋰電池出貨量逐年增長，由2018年的不足4.0GWh增長到2021年的13.1GWh，鋰電滲透率達到24.2%。但與此同時，由于電動自行車用鋰電池生產(chǎn)企業(yè)良莠不齊、監(jiān)管不足，導致該類產(chǎn)品的安全性問題日漸凸顯。國家消防救援總局統(tǒng)計，2022年全國共接報電動自行車類火災(zāi)超1.8萬例，接報居住場所內(nèi)因蓄電池故障引發(fā)的火災(zāi)3240余例，較2021年分別上升23.4%和17.3%[4]。
三、電動自行車用鋰電池產(chǎn)品質(zhì)量安全影響因素
2018年12月28日，市場監(jiān)管總局發(fā)布國家標準GB/T 36972-2018《電動自行車用鋰離子蓄電池》，該標準于2019年7月1日起正式實施。隨后，隨著各地管理辦法的陸續(xù)出臺，電動自行車用鋰電池產(chǎn)品質(zhì)量不斷提升，電動自行車用鋰電池行業(yè)發(fā)展不斷規(guī)范。但是，電動自行車用鋰電池產(chǎn)品在質(zhì)量安全、規(guī)范生產(chǎn)、安全防護等方面仍存在較為突出的問題，具體表現(xiàn)如下。
一是行業(yè)技術(shù)含量總體不高。電動自行車用鋰電池生產(chǎn)準入門檻相對較低，各類低質(zhì)、劣質(zhì)鋰電池產(chǎn)品充斥市場。在巨大的消費需求下，部分生產(chǎn)廠家為了獲取高額利潤，對電池組使用的電池單體、保護電路板、熔斷裝置和端子線束等關(guān)鍵零部件不做品質(zhì)管理即投入生產(chǎn);不使用專業(yè)生產(chǎn)設(shè)備而僅靠人工隨意組裝，電池一致性檢測、密封絕緣、隔熱防水等關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)粗放生產(chǎn);隨意粘貼產(chǎn)品標簽且不做成品質(zhì)量檢測即流入消費市場，為電動自行車整車安全帶來了極大風險。
二是關(guān)鍵配件產(chǎn)品質(zhì)量問題較大，消費使用行為不當。從電動自行車用鋰電池的配件產(chǎn)品質(zhì)量來看，內(nèi)部電池單體和保護電路板質(zhì)量存在安全隱患，如∶采用二手電池或質(zhì)次價廉的退役電池隨意組裝，保護電路板短路、過充、過放和過流等保護功能缺失;從消費者使用行為來看，部分消費者缺乏電動自行車用鋰電池安全使用意識，如∶違規(guī)改裝車輛電氣線路導致電池濫用、隨意更換改裝電池、不同類型充電器混用、在消防通道及室內(nèi)違規(guī)充電等，以上行為都是造成電動自行車用鋰電池發(fā)生起火、爆燃等消防安全事故的主要原因。
三是產(chǎn)品一致性的控制不能滿足要求。電動自行車用鋰電池企業(yè)在生產(chǎn)過程中沒有制定嚴格的生產(chǎn)工藝流程，隨意更改關(guān)鍵零部件而不驗證產(chǎn)品的安全性即投入市場，埋下質(zhì)量問題的隱患，因此需要持續(xù)進行監(jiān)管。
四、電動自行車用鋰電池產(chǎn)品常見不合格項目分析及應(yīng)對建議
2023年1月31日，市場監(jiān)管總局發(fā)布《2022年電動自行車和電動自行車電池產(chǎn)品質(zhì)量國家監(jiān)督抽查情況通報》，其中，電動自行車用鋰電池產(chǎn)品抽查不合格項目主要包括2hr容量[I2(A)放電]、低溫放電、過充電、短路保護、放電過流保護、殼體阻燃性等[5]。本文根據(jù)電動自行車用鋰電池產(chǎn)品的日常實驗室檢測情況，并結(jié)合近年來各省地市的監(jiān)督抽查通告、媒體報道和消費投訴等渠道信息，分析電動自行車用鋰電池產(chǎn)品測試中常見的不合格項目，具體如下。
（1）電池容量問題（包含2hr常溫容量和低溫放電）：按國標GB/T 36972-2018要求，電動自行車用鋰電池產(chǎn)品實際容量不應(yīng)低于其標稱額定容量。在實際檢測中發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)該類問題的原因包括：電動自行車用鋰電池產(chǎn)品的內(nèi)部電池單體應(yīng)為動力型，采用非動力型電池單體的產(chǎn)品在按照GB/T 36972-2018要求條件進行容量檢測時，由于放電電流較大，導致產(chǎn)品實際常溫或低溫放電容量達不到標稱值要求;電動自行車用鋰電池產(chǎn)品內(nèi)部電池的一致性差，導致常溫或低溫放電容量達不到標稱值要求;電動自行車用鋰電池產(chǎn)品制造廠家虛標產(chǎn)品容量或?qū)嶋H使用的內(nèi)部電池容量不足會直接導致實際放電容量達不到標稱值要求。電動自行車用鋰電池產(chǎn)品的實際容量不足，會直接影響消費者預(yù)期的使用要求，損害消費者利益。因此，電動自行車用鋰電池產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)建立良好的供貨體系，使用符合要求的鋰電池進行生產(chǎn)。
（2）電池起火爆炸問題：國標GB/T 36972-2018中要求電動自行車用鋰電池產(chǎn)品在發(fā)生過度充電時，不應(yīng)發(fā)生起火爆炸事件。電池起火爆炸的主要原因包括：生產(chǎn)廠家未選用具備耐過充電能力的電池單體;電池組pack工藝、焊接工藝差，導致整組電池連接不可靠;電池單體排列和散熱不合理，導致整組電池在極端使用條件下發(fā)生熱失控;電池組外殼防護能力差，導致產(chǎn)品在使用過程中因極端外力影響而起火爆炸;電池組的保護板功能不可靠，隨時間推移而發(fā)生保護功能喪失，電池電壓、電流及溫度等不能精準有效采集;電池組的外殼及線束等未采用符合標準要求的阻燃防火材料;消費者誤用或者濫用充電器，造成電池過度充電等。電動自行車用鋰電池產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)建立起產(chǎn)品關(guān)鍵零部件質(zhì)量控制體系，通過改進生產(chǎn)工藝，確保產(chǎn)品的一致性，并倡導消費者使用符合要求的充電器按規(guī)定進行充電。
（3）短路保護失效問題：電動自行車用鋰電池產(chǎn)品按GB/T 36972-2018標準要求進行短路試驗時不應(yīng)發(fā)生起火爆炸，且不影響正常使用。電池短路保護失效的主要原因是電池組保護電路中未設(shè)計短路保護功能或短路保護功能隨時間推移發(fā)生保護功能喪失，增加了消費者誤用或濫用電池時的安全風險，威脅消費者的生命和財產(chǎn)安全。電動自行車及鋰電池產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)改進生產(chǎn)工藝，增加短路保護冗余設(shè)計，嚴防電池短路引發(fā)的事故。
（4）浸水失效問題：按GB/T 36972-2018要求電動自行車用鋰電池產(chǎn)品按標準要求浸水后不應(yīng)發(fā)生起火、爆炸和泄漏。電動自行車在雨天或涉水條件下存放或使用時，電池容易進水，為防范安全風險，電動自行車鋰電池生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的電池組應(yīng)具有良好的密封性，防止水進入產(chǎn)品內(nèi)部。另外，電動自行車及鋰電池產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)做好電池防水密封保護的同時，應(yīng)增加電池浸水檢測裝置，電池浸水后應(yīng)能及時切斷電池輸出，防止安全風險的發(fā)生。
五、結(jié)語
市場監(jiān)管總局于2022年12月29日發(fā)布GB 42295-2022.該標準已于2024年1月1日起實施，該標準對電動自行車用鋰電池提出了新的安全要求。另外，雖然2019年7月1日起實施的GB/T 36972-2018對電動自行車用鋰電池產(chǎn)品提出了較為全面的要求，但因標準約束力不足，部分生產(chǎn)企業(yè)未遵循該標準進行質(zhì)量控制，導致近年來電動自行車因電池問題引發(fā)的安全事故頻發(fā)，給電動自行車行業(yè)的發(fā)展帶來較大阻礙，因此，市場監(jiān)管總局于2024年4月25日發(fā)布GB 43854-2024《電動自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范》，該標準將于2024年11月1日起正式實施，對電動自行車用鋰電池產(chǎn)品及內(nèi)部電池單體均提出了更高的安全要求，涉及該類產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)運輸和銷售流通全過程，將有效提升該類產(chǎn)品的安全水平，降低使用過程中火災(zāi)等事故的發(fā)生率，保障消費者人身財產(chǎn)安全，促進行業(yè)健康發(fā)展。
此外，在發(fā)布實施電動自行車用鋰電池產(chǎn)品強制性標準的基礎(chǔ)上，2024年7月2日，市場監(jiān)管總局發(fā)布《關(guān)于對電動自行車用鋰電池產(chǎn)品實施強制性產(chǎn)品認證管理的公告》[6]。該公告提出將進一步加強對電動自行車及其配件行業(yè)的全鏈條監(jiān)管，嚴格限制了二次電池和次品電池流入市場，切實保障消費者人身財產(chǎn)安全。同時，將繼續(xù)嚴查非法改裝行為，加強企業(yè)質(zhì)量幫扶，做好電動自行車及其配件行業(yè)規(guī)范條件的實施工作[7]。本文建議街道社區(qū)工作人員或消防安全人員開展包括但不限于如下工作：加強對電動自行車安全充電的宣傳引導工作;加快建設(shè)電動車自行車集中充電換電設(shè)施;開發(fā)應(yīng)用電動自行車用鋰電池健康狀態(tài)參數(shù)表征或告警技術(shù)，提醒消費者到期淘汰老舊電池，減少老舊電池引發(fā)的潛在安全風險;開發(fā)電動自行車用鋰電池通用檢測平臺，提醒消費者定期到銷售網(wǎng)點開展電動自行車用鋰電池“體檢”;推動安全性更高的固態(tài)電池或其他能量存儲系統(tǒng)在電動自行車上的應(yīng)用等，促進電動自行車及其配件行業(yè)健康發(fā)展。
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