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2014年移动电源产品风险监测质量分析报告

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-12-19  作者:鑫椤资讯
      一、电源产品与行业概况
 
  移动电源,又叫“外挂电池”、“后备电池”、“充电宝”,其定义是方便易携带的随身电源。它可以在移动状态下(例如旅游,开会,充电器不在身边或不方便充电情况下)发挥其功用,不受局限地给数码产品供电或充电,它可以解决众多移动设备的电源供给问题,从而彻底解决缺电之苦,使工作和旅游无忧无虑。
 
  移动电源是由三个部分组成,电芯部分、电路部分(升压系统和充电管理系统)和外壳部分。电芯部分基本上采用锂电池,它是移动电源产品的核心部件,负责存储电能,在需要的时候释放出来,其成本是造成容量虚标的关键;电路部分包括升压系统和充电管理系统,它负责把来自充电端口的电能充入电芯中存储起来,通过充电管理系统限制充电电流,指示电芯状态,并在电芯充满电之后,停止充电;当需要对智能手机充电时,它利用升压系统把锂电池3.7V的直流电升压到5V,为智能手机供电,同时提供短路保护,和过放电保护。升压系统影响输出特性及转换效率,而充电管理系统监控整个充电过程,保护电池,防止过充电,是安全防护的关键部件;外壳起装饰和防护的作用,主要有金属外壳和塑料外壳,塑料外壳美观重量轻,但机械强度相对较低,在发生起火或爆炸时不能提供足够的防护。
 
  移动电源的电芯通常为锂电池,锂电池本身的不安全因素(易起火爆炸等)同样被引入移动电源产品中来。成为移动电源产生危险的关键因素。
 
  一些移动电源产品,在平时使用时感觉不到问题,但是在飞机上,其要经历的则是较平时使用更加不利的使用条件。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苛的考验,很容易出现问题。
 
  目前,移动电源产品没有统一国家标准,有的品牌标注的是锂电池标准,有的产品包装上未标注标准,部分企业依据CIAPS0001-2014 《USB接口类移动电源》。
 
  CIAPS0001-2014《USB接口类移动电源》标准由中国化学与物理电源行业协会与全国碱性蓄电池标准化技术委员会发起成立并起草编写,于2014年5月1日实施。该标准对充电宝电芯、外观尺寸、电性能、安全保护性能、机械性能、环境适应性、接口及附件等方面都进行了明确的定义和划分,并提出了具体的要求和检测标准。目前已有20家大品牌生产厂家在承诺书上签字。
 
  二、抽样和检验情况
 
  (一)样品情况
 
  本次共监测移动电源产品60批次,其中34批次样品来源于电子商务平台,26批次样品来源于实体店(包括:专卖店、超市、电子城等)。涉及品牌有EAGET、酷比魔方、三星、DBK迪比科、MI小米等47个主流,品牌涵盖各档次的产品,单价从40元到378元不等。采样领域分布情况见图2。
 
  金属外壳产品
 
 
  图1塑料外壳产品
 
 
  图2采样领域分布图
 
  (二)检验情况
 
  本次风险监测依据CIAPS0001-2014 《USB接口类移动电源》标准和国家质检总局抽查方案,对包括电源容量、转换效率、电压电流、使用过程中的发热及一些基本的安全保护功能等项目进行监测(详见表1)。检测结果表明,本次检测的60批次移动电源产品均不符合CIAPS0001-2014 《USB接口类移动电源》标准(高温放电和低温放电项目只对额定容量符合的样品进行评价)。(详见表2)主要表现在:
 
  1、外壳防火仍然是产品安全的主要问题。影响产品安全的项目除外壳防火等级外均符合标准要求,说明制造商对产品安全比较重视,但是对产品外壳有防火等级要求不了解。只要在外壳生产中加入适量的阻燃剂,就能使产品满足标准要求。
 
  2、影响产品性能的项目问题较多。主要是产品性能的关键参数额定容量和转换效率符合率极低,分别仅为55%和38%,另外两个重要指标:输出电压和额定输出电流、静态消耗电流符合率也不高,都只有83.3%。由于长期以来产品没有统一的标准,所以有关产品标志标识的项目外观及尺寸,所有样品均不符合标准要求。
 
 表1:移动电源商品检验项目、技术要求及试验方法

序号

检验项目

技术要求

试验方法

影响产品性能的检测项目

1

外观及尺寸

a) 移动电源外表应清洁,无机械损伤,触点无锈蚀;

b) 产品有必要的标示,符合 7.1 的规定

c) 移动电源尺寸符合制造商的规定。

d)移动电源应至少具备充电及剩余容量状态指示功能。

CIAPS0001-2014第5.2.1

2

输出电压和额定输出电流

输出电压、输出电流值不低于额定值的 95%,不高于额定值的 105%

CIAPS0001-2014第5.2.2.1

3

额定容量

放电容量应符合制造商规定

CIAPS0001-2014第5.2.2.3

4

静态消耗电流

电路板的静态消耗电流应不大于 100μA

CIAPS0001-2014第5.2.2.4

5

转换效率

转换效率应不小于 85%

CIAPS0001-2014第5.2.2.6

影响产品安全的检验项目

6

短路保护

短路时应不泄露、不泄气、不破裂、不起火和不爆炸,短路解除后移动电源各项功能正常。

CIAPS0001-2014第5.2.3.1

7

放电过流保护

放电过流保护值符合制造商规定。

CIAPS0001-2014第5.2.3.4

8

过充电保护

应不泄露、不泄气、不破裂、不起火和不爆炸,移动电源各项功能正常。

CIAPS0001-2014第5.2.3.2

9

外壳防火等级

产品外壳的防火性能应符合GB4943.1-2011 的 4.7.3.2 中规定,达到 V-1 的要求。

CIAPS0001-2014第5.2.3.5

10

振动

试验后,移动电源应不泄露、不泄气、不破裂、不起火和不爆炸;晃动产品,内部应无声响或明显部件松动,移动电源各项功能正常。

CIAPS0001-2014第5.2.4.1

11

高温放电

放电容量值不低于额定容量

CIAPS0001-2014第5.2.5.1

12

低温放电

放电容量值不低于额定容量的 60%

CIAPS0001-2014第5.2.5.2

13

外壳温度

外壳温度应不超过允许的温度上限

CIAPS0001-2014第5.2.5.6

 

                                           表2:检验项目结果汇总表 

序号

检验项目

不符合批次数

符合率(%)

影响产品性能的检测项目

1

外观及尺寸

60

0

2

输出电压和额定输出电流

11

81.7

3

额定容量

26

56.7

4

静态消耗电流

10

83.3

5

转换效率

37

38

影响产品安全的检验项目

6

短路保护

0

100

7

放电过流保护

0

100

8

过充电保护

0

100

9

外壳防火等级

27

55

10

振动

0

100

11

高温放电

0

100

12

低温放电

0

100

13

外壳温度

0

100

 
  三、风险监测结果分析
 
  (一)产品外观质量及标识存在的主要问题
 
  本项目的符合率为0%。风险监测结果表明,60批样品中有16批样品未标出尺寸,有1批样品没有剩余容量指示功能,有55批未标注安全警示语或符号,有22批产品使用英文标识,60批产品均未按照标准规定的额定容量进行标注。只有5批样品标注安全警示语或符号。所有样品标注的额定容量均为本标准定义的电池能量,而不是本标准定义的额定容量;只有1批次样品标出了额定容量,但其使用的单位为Wh而不是本标准规定的mAh,也不符合标准要求。使用英文标识的多达22批次,占总数的36.7%。此外,部分样品的金属外壳没有倒角,可能会划伤使用者皮肤。
 
  CIAPS0001-2014 《USB接口类移动电源》标准在外观及尺寸项目中规定了以下4项内容:
 
  (1)其中外观必须完好:移动电源外表应清洁,无机械损伤,触点无锈蚀;(2)尺寸必须符合制造商的明示;
 
  (3)产品有充电状态及放电的剩余电量指示。
 
  (4)产品上应该至少有产品名称、型号、额定容量(额定能量)、电池能量(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。以及可以在包装上标注的安全警告、生产日期或批号、厂名厂址。必须使用中文标识,包装上与产品上标识的重复内容必须一致。
 
  (二)移动电源的输出存在的问题
 
  60批次样品中,有49批次样品的输出符合标准要求,符合率为81.7%。输出电压和额定输出电流项目规定移动电源的输出电压应满足USB技术规范,在合理范围之内,才能起到移动电源的作用,可以给智能手机这样的负载正常充电,电压过高可能将手机的充电电路烧毁,电压过低则无法对手机进行充电。产品的输出端口规定额定的电流值使消费者了解其带负载的能力,便于合理选购产品。
 
  以下提供试验中记录的图表,其中蓝色的曲线代表放电电流,数值见右侧坐标;红色曲线代表放电电压,数值见左侧坐标;横坐标指示放电时间。理想的波形放电电压应该是平稳没有波动的。
 
  图4:符合标准要求的输出波形
 
  图5:不符合标准要求的输出波形
 
  (三)移动电源的额定容量、电池能量指的是什么?容量虚标?
 
  检测结果表明,60批次样品中有26批次样品不能满足标准要求,符合率仅为56.7%。其中10批次样品涉嫌容量虚标,占所有样品的16.7%,最严重的容量虚标,电池容量只能达到制造商明示值的56%,10000mAh的电芯实际上只有5600mAh。目前市场上销售的产品上标注的额定容量是移动电源电芯的容量,标准上称为电池能量。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,CIAPS0001-2014 《USB接口类移动电源》标准规定的额定容量就是5V时的容量。例如10000mAh的电池能量,理论上完全转换的移动电源额定容量为7400mAh。消费者需要注意这两者的不同。
 
  有鉴于此,民航引入Wh这个单位,它指的是电压乘以电流的结果。电池能量10000mAh/3.7V与理论额定容量7400mAh/5V都相当于民航规定的37Wh,不容易引起误解,例如民航规定“严禁携带额定能量超过160Wh的充电宝”,这160Wh相当于43000 mAh电池能量移动电源产品。
 
  从样品实际情况来看,目前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,两者之间不能直接比较,为此我们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。对于两者相差达到10%以上则认为涉嫌容量虚标。
 
  (四)并不是标称容量大的产品,提供的电量就多。
 
  一方面是容量虚标,本次抽检发现最严重的容量虚标是56%。另一个影响电量大小重要指标是转换效率。消费者对这个项目还不太了解,它是测量3.7V的电池能量转换到消费者能利用的5V电能过程中损失了多少电量,利用率多高。本次风险监测该项目符合率仅38%,其中最低转换效率为71.85%与标准规定值85%相比,相当于该产品电池容量缩水15.5%,也就是说虽然该产品没有容量虚标,但给消费者的实际感受,也达到了容量虚标的水平。本次抽查的最高利用率为93.10%,最低利用率为71.85%,最低利用率仅占最高利用率的77%,这意味着转换效率71.85%的10000mAh产品为消费者提供的电量仅相当于转换效率93.10%的7700mAh产品,好坏相差巨大。
 
  (五)移动电源充满电后长期不用会发生什么问题?
 
  很多消费者反映移动电源自放电特别大,充满电的移动电源长时间不用搁置之后,电量所剩已经没多少了。静态消耗电流项目就是为了考核移动电源在搁置的时候的耗电情况。标准要求移动电源在不使用的存放期间,静态消耗电流不大于100uA,如果是该项目符合的产品,每天跑电的电量不超过2.4mAh相对于移动电源动辄成千上万mAh的电芯消费者是可以承受的。但对于不符合品,这个问题就可能很严重。本次风险监测有10批样品超过限值,实测不符合标准要求的结果从181uA~3.28mA不等,项目符合率为83.3%。以静态消耗电流3.28mA的样品为例,放置一个月需要耗电2360mAh,加上锂电池每月2%的自放电, 5000mAh的电芯,一个月就跑电一半了。
 
  (六)从安全的角度出发,购买金属外壳的产品。
 
  由于移动电源内部使用锂电池作为电芯,可能产生起火,因此标准要求其外壳具有防火能力,阻燃等级达到V-1级。
 
  本次风险监测样品中共有16批为金属外壳本身就不可燃,自然能够满足标准要求,我们对其余44批样品的非金属外壳进行试验,结果有27批样品外壳点燃后不会熄灭,没有阻燃功能,所有样品的符合率为55%,非金属外壳产品的符合率仅为39%。检验结果说明大多数生产企业对于移动电源外壳必须是防火的,没有概念。
 
  检测发现,移动电源的结构中没有专门散热通道,锂电池在充放电过程中会发热,使得内部温度升高,由于锂电池推荐工作温度的上限为60℃,其结果对产品是不利的,而且高温也是诱发锂电池起火爆炸的因素之一。本次检测的外壳温度项目虽然全部符合标准要求,但是不同产品之间差异较大,金属外壳产品的外壳温度最高为43.2℃,塑材外壳温度最高为69.1℃。金属外壳在移动电源的产品结构中起到散热器的作用,把锂电池发生的热量通过金属外壳散发出来。从安全的角度出发,建议消费者选择金属外壳的产品。
 
  (七)安全使用提示:不要把产品提供保护的非常态当作产品正常状态使用!
 
  本次风险监测发现所有移动电源产品的保护电路均是完整的,提供了完整的短路保护,过流放电保护,过充电保护。但这并不意味着消费者可以任意使用一带多的USB转换器来进行过流放电,或者连在充电器上长时间不断电地过充电。因为安全标准要求的安全是要提供双重保护,才能算是安全的。短路、过流放电、过充电这些状态在标准中意味着非正常工作状态,产品提供保护就是安全的。它的前提是不允许消费者把这些非正常状态当成正常工作状态来使用,如果消费者这么做,一旦保护电路出故障就有可能造成起火爆炸这样的安全事故。
 
  四、消费指南及注意事项
 
  (一)选购指南
 
  1、根据需要选择合适规格的产品,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”其中100Wh相当于27000mAh电池能量的移动电源,160Wh相当于43000mAh电池能量的移动电源。不要一味贪大。
 
  2、看外观,检查标志标识,根据用途选择合适的输出电流,用于手机充电1A就够了,用于平板电脑充电需要2A以上。选择知名品牌产品,相对而言,大企业管理规范,品质比较有保障。
 
  3、价格是需要关注的,特别便宜的产品,消费者要小心上当,例如对于10000mAh的产品,考虑到正常的材料成本已经超过60元,不建议购买60元以下的产品。
 
  (二)使用须知
 
  1、使用前应认真阅读说明书,按照产品说明书的要求正确使用移动电源。
 
  2、移动电源带不同的用电器如手机或ipad,要根据它们不同的要求选择合适的输出端口。
 
  3、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。
 
  4、遵守民航规定,不要在飞机上使用移动电源。
 
  
   2014年移动电源产品风险监测检测结果汇总表



 
关于我们:中国化学与物理电源行业协会(China Industrial Association of Power Sources,缩写:CIAPS) 是由电池行业企(事)业单位自愿组成的全国性、行业性、非营利性的社会组织。协会成立于1989年12月,现有550多家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会、电源配件分会、移动电源分会、储能应用分会、动力电池应用分会和电池隔膜分会等十个分支机构。
本会专业范围包括:铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锌锰碱锰电池、锂一次电池、锂离子电池、太阳电池、燃料电池、锌银电池、热电池、超级电容器、温差发电器及其他各种新型电池、电池系统解决方案,以及各类电池用原材料、零配件、生产设备、测试仪器和电池管理系统等。

关键词: 移动电源 检测 汇总
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