电动自行车用锂离子蓄电池产品质量安全分析及提升建议

　　随着电动自行车产业的迅速发展和锂电化进程加快，电动自行车用锂离子电池起火、爆炸事故也逐年增多，该产品的质量安全问题已引起社会的广泛关注。本文将标准分析与实验室检测实践相结合，从电动自行车用锂离子电池产品的常见不合格项目进行分析，探讨如何提升该产品的质量安全。

文/冯真得 姜磊 李桂

　　当前，电动自行车已成为我国城镇居民日常出行的重要交通工具之一，电动自行车用锂离子蓄电池(以下简称“电动自行车用锂电池”)作为整车的动力来源，是电动自行车的关键核心部件。随着电动自行车用锂电池的广泛应用，其带来的安全性问题也日渐凸显，引起社会的广泛关注。

　　一、电动自行车用锂电池的定义

　　GB/T 36945-2018《电动自行车用锂离子蓄电池词汇》中电动自行车用锂电池的定义为∶由多个锂离子电池单体按照电压、尺寸、极端排列、容量和倍率特性组合而成，包含保护装置和电池管理系统等，专为电动自行车提供电能的装置[1]。

　　二、电动自行车用锂电池产品的行业发展

　　据统计，2023年我国电动自行车产销量均超5000万辆，社会保有量超4亿辆，位居世界第一位[2]。随着GB 42295-2022《电动自行车电气安全要求》与GB 17761-2018《电动自行车安全技术规范》的发布实施以及我国对电动自行车产品实施强制性产品认证管理，电动自行车行业进入快速发展期。其中，GB 17761-2018标准中对“装配完整的电动自行车的整车质量应当小于或等于55kg”的要求[3]极大地推动了电动自行车产品向轻量化、锂电化方向发展。锂离子电池由于其重量更轻、能量密度更高和环境更友好等优点正逐渐取代铅酸电池，成为电动自行车技术发展路线主流。

　　据EV Tank统计数据，2018~2021年，我国两轮电动车用锂电池出货量逐年增长，由2018年的不足4.0GWh增长到2021年的13.1GWh，锂电渗透率达到24.2%。但与此同时，由于电动自行车用锂电池生产企业良莠不齐、监管不足，导致该类产品的安全性问题日渐凸显。国家消防救援总局统计，2022年全国共接报电动自行车类火灾超1.8万例，接报居住场所内因蓄电池故障引发的火灾3240余例，较2021年分别上升23.4%和17.3%[4]。

　　三、电动自行车用锂电池产品质量安全影响因素

　　2018年12月28日，市场监管总局发布国家标准GB/T 36972-2018《电动自行车用锂离子蓄电池》，该标准于2019年7月1日起正式实施。随后，随着各地管理办法的陆续出台，电动自行车用锂电池产品质量不断提升，电动自行车用锂电池行业发展不断规范。但是，电动自行车用锂电池产品在质量安全、规范生产、安全防护等方面仍存在较为突出的问题，具体表现如下。

　　一是行业技术含量总体不高。电动自行车用锂电池生产准入门槛相对较低，各类低质、劣质锂电池产品充斥市场。在巨大的消费需求下，部分生产厂家为了获取高额利润，对电池组使用的电池单体、保护电路板、熔断装置和端子线束等关键零部件不做品质管理即投入生产;不使用专业生产设备而仅靠人工随意组装，电池一致性检测、密封绝缘、隔热防水等关键工艺环节粗放生产;随意粘贴产品标签且不做成品质量检测即流入消费市场，为电动自行车整车安全带来了极大风险。

　　二是关键配件产品质量问题较大，消费使用行为不当。从电动自行车用锂电池的配件产品质量来看，内部电池单体和保护电路板质量存在安全隐患，如∶采用二手电池或质次价廉的退役电池随意组装，保护电路板短路、过充、过放和过流等保护功能缺失;从消费者使用行为来看，部分消费者缺乏电动自行车用锂电池安全使用意识，如∶违规改装车辆电气线路导致电池滥用、随意更换改装电池、不同类型充电器混用、在消防通道及室内违规充电等，以上行为都是造成电动自行车用锂电池发生起火、爆燃等消防安全事故的主要原因。

　　三是产品一致性的控制不能满足要求。电动自行车用锂电池企业在生产过程中没有制定严格的生产工艺流程，随意更改关键零部件而不验证产品的安全性即投入市场，埋下质量问题的隐患，因此需要持续进行监管。

　　四、电动自行车用锂电池产品常见不合格项目分析及应对建议

　　2023年1月31日，市场监管总局发布《2022年电动自行车和电动自行车电池产品质量国家监督抽查情况通报》，其中，电动自行车用锂电池产品抽查不合格项目主要包括2hr容量[I2(A)放电]、低温放电、过充电、短路保护、放电过流保护、壳体阻燃性等[5]。本文根据电动自行车用锂电池产品的日常实验室检测情况，并结合近年来各省地市的监督抽查通告、媒体报道和消费投诉等渠道信息，分析电动自行车用锂电池产品测试中常见的不合格项目，具体如下。

　　(1)电池容量问题(包含2hr常温容量和低温放电)：按国标GB/T 36972-2018要求，电动自行车用锂电池产品实际容量不应低于其标称额定容量。在实际检测中发现，出现该类问题的原因包括：电动自行车用锂电池产品的内部电池单体应为动力型，采用非动力型电池单体的产品在按照GB/T 36972-2018要求条件进行容量检测时，由于放电电流较大，导致产品实际常温或低温放电容量达不到标称值要求;电动自行车用锂电池产品内部电池的一致性差，导致常温或低温放电容量达不到标称值要求;电动自行车用锂电池产品制造厂家虚标产品容量或实际使用的内部电池容量不足会直接导致实际放电容量达不到标称值要求。电动自行车用锂电池产品的实际容量不足，会直接影响消费者预期的使用要求，损害消费者利益。因此，电动自行车用锂电池产品生产企业应建立良好的供货体系，使用符合要求的锂电池进行生产。

　　(2)电池起火爆炸问题：国标GB/T 36972-2018中要求电动自行车用锂电池产品在发生过度充电时，不应发生起火爆炸事件。电池起火爆炸的主要原因包括：生产厂家未选用具备耐过充电能力的电池单体;电池组pack工艺、焊接工艺差，导致整组电池连接不可靠;电池单体排列和散热不合理，导致整组电池在极端使用条件下发生热失控;电池组外壳防护能力差，导致产品在使用过程中因极端外力影响而起火爆炸;电池组的保护板功能不可靠，随时间推移而发生保护功能丧失，电池电压、电流及温度等不能精准有效采集;电池组的外壳及线束等未采用符合标准要求的阻燃防火材料;消费者误用或者滥用充电器，造成电池过度充电等。电动自行车用锂电池产品生产企业应建立起产品关键零部件质量控制体系，通过改进生产工艺，确保产品的一致性，并倡导消费者使用符合要求的充电器按规定进行充电。

　　(3)短路保护失效问题：电动自行车用锂电池产品按GB/T 36972-2018标准要求进行短路试验时不应发生起火爆炸，且不影响正常使用。电池短路保护失效的主要原因是电池组保护电路中未设计短路保护功能或短路保护功能随时间推移发生保护功能丧失，增加了消费者误用或滥用电池时的安全风险，威胁消费者的生命和财产安全。电动自行车及锂电池产品生产企业应改进生产工艺，增加短路保护冗余设计，严防电池短路引发的事故。

　　(4)浸水失效问题：按GB/T 36972-2018要求电动自行车用锂电池产品按标准要求浸水后不应发生起火、爆炸和泄漏。电动自行车在雨天或涉水条件下存放或使用时，电池容易进水，为防范安全风险，电动自行车锂电池生产厂商生产的电池组应具有良好的密封性，防止水进入产品内部。另外，电动自行车及锂电池产品生产企业做好电池防水密封保护的同时，应增加电池浸水检测装置，电池浸水后应能及时切断电池输出，防止安全风险的发生。

　　五、结语

　　市场监管总局于2022年12月29日发布GB 42295-2022，该标准已于2024年1月1日起实施，该标准对电动自行车用锂电池提出了新的安全要求。另外，虽然2019年7月1日起实施的GB/T 36972-2018对电动自行车用锂电池产品提出了较为全面的要求，但因标准约束力不足，部分生产企业未遵循该标准进行质量控制，导致近年来电动自行车因电池问题引发的安全事故频发，给电动自行车行业的发展带来较大阻碍，因此，市场监管总局于2024年4月25日发布GB 43854-2024《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》，该标准将于2024年11月1日起正式实施，对电动自行车用锂电池产品及内部电池单体均提出了更高的安全要求，涉及该类产品的研发设计、生产运输和销售流通全过程，将有效提升该类产品的安全水平，降低使用过程中火灾等事故的发生率，保障消费者人身财产安全，促进行业健康发展。

　　此外，在发布实施电动自行车用锂电池产品强制性标准的基础上，2024年7月2日，市场监管总局发布《关于对电动自行车用锂电池产品实施强制性产品认证管理的公告》[6]。该公告提出将进一步加强对电动自行车及其配件行业的全链条监管，严格限制了二次电池和次品电池流入市场，切实保障消费者人身财产安全。同时，将继续严查非法改装行为，加强企业质量帮扶，做好电动自行车及其配件行业规范条件的实施工作[7]。本文建议街道社区工作人员或消防安全人员开展包括但不限于如下工作：加强对电动自行车安全充电的宣传引导工作;加快建设电动车自行车集中充电换电设施;开发应用电动自行车用锂电池健康状态参数表征或告警技术，提醒消费者到期淘汰老旧电池，减少老旧电池引发的潜在安全风险;开发电动自行车用锂电池通用检测平台，提醒消费者定期到销售网点开展电动自行车用锂电池“体检”;推动安全性更高的固态电池或其他能量存储系统在电动自行车上的应用等，促进电动自行车及其配件行业健康发展。

　　[参考文献]

　　[1] 全国自行车标准化技术委员会.电动自行车用锂离子蓄电池词汇∶GB/T 36945-2018[S]. 北京：中国标准出版社，2018∶3.

　　[2] 李园园，赵维党，于海洋. 2024年中国两轮电动车行业研究[R/OL]. 艾瑞咨询，(2024-05-09 )[2024-06-09]. https://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202405161633543083_1.pdf?1715872108000.pdf.

　　[3] 中华人民共和国工业和信息化部.电动自行车安全技术规范：GB 17761-2018[S]. 北京∶中国标准出版社，2018∶7.

　　[4] 国家消防救援局. 2022年全国警情与火灾情况[A/OL].(2023-03-24)[2024-06-09]. 北京.https://www.119.gov.cn/qmxfxw/xfyw/2023/36210.shtml

　　[5] 国家市场监督管理总局，产品质量安全监督管理司. 2022年电动自行车和电动自行车电池产品质量国家监督抽查情况通报[A/OL].(2023-02-23)[2024-06-09].北京. https://www.samr.gov.cn/zljds/jdcc/art/2023/art_523343483d5940a4a8a6e26c790f3617.html.

　　[6] 国家市场监督管理总局.市场监管总局关于对电动自行车用锂离子蓄电池、电动自行车用充电器实施强制性产品认证管理的公告[A/OL].(2024-07-02)[2024-06-09]. 北京.https://www.samr.gov.cn/zw/zfxxgk/fdzdgknr/rzjgs/art/2024/art_39caec2eab454e09a47d7212a292555d.html.

　　[7] 杨梓.电动自行车锂电池监管趋严[N/OL]. ( 2023-08-07)[2024-06-09].中国能源报. http://paper.people.com.cn/zgnybwap/html/2023-08/07/content_26011143.html.