Deep行者
最近,充电宝召回事件引起了大众对移动电源安全的关注。6月16日,罗马仕宣布启动大规模产品召回行动,涉及49万余台移动电源产品,并已向深圳市市场监督管理局提交了详细的召回计划,用户可以免费更换同等价值的全新产品,或直接办理退货退款。
罗马仕在公告中表示,召回是由于部分电芯原材料满载极端场景下可能产生风险,极少数产品在使用过程中可能存在过热现象,在极端场景下可能产生燃烧风险,存在安全隐患。
罗马仕PAC20-272 来源:京东商城
这次召回覆盖三款型号,包括PAC20-272、PAC20-392和PLT20A-152,生产日期跨度从2023年6月到2024年7月。其中PAC20-272涉及数量超过33万台,是召回数量最多的产品,目前相关产品已在各大平台下架。
移动电源自燃频发,近年有多次召回事件
在罗马仕宣布大规模召回之前,“北京多所高校禁用罗马仕充电宝”的话题就已经登上热搜。在今年6月,多所北京高校学生发帖称保卫处下发通知:接上级主管部门提醒,近期发现20000毫安的罗马仕牌充电器在充电时,相较其他品牌型号充电器,更容易发生爆炸现象。请各位师生员工及时排查本人充电宝是否是该品牌型号,如持有使用,建议立即舍弃,以防发生危险。
实际上,不只是罗马仕,就在近一个月内,就有多起充电宝在飞机上自燃的事件。
5月31日,中国南方航空CZ6850杭州飞往深圳的航班上一名旅客携带的相机电池和充电宝出现冒烟,导致航班起飞后被迫紧急返航;6月10日,山东航空SC1159珠海飞往北京的航班在落地后充电宝冒烟起火;6月13日,上海航空FM9449舟山至揭阳航班巡航期间,客舱内一名旅客携带的充电宝冒烟,所幸上述事件都得到快速处置,未造成人员伤亡。
而在今年2月,美国联合航空公司的一架航班在飞行途中因乘客携带充电宝起火,被迫返航,事件还导致了4人因吸入烟雾被送往医院接受治疗。
今年5月28日,美国西南航空宣布实施一项新安全规定,要求乘客在飞行过程中使用所有便携式充电器时,必须将其放置在清晰可见的位置。据称该新规定旨在缩短电池出现自燃等意外情况的相应时间,降低飞行安全风险。
充电宝起火事故频发,而大规模召回的厂商并不只有罗马仕。今年6月2日,安克在美国官网发布产品召回公告,召回一款型号为A1263的PowerCore 10000移动电源,这款移动电源在2016年6月1日至2022年12月31日期间在美国销售,召回数量超过110万台。官方表示由于锂离子电池存在潜在问题,可能会导致电池过热,从而令塑料部件熔化、冒烟和引发火灾。
美国消费品安全委员会(USCPSC)报告,安克已经记录到该款产品引发的19起起火和爆炸事故,包括2起轻微灼伤和11起财产损失事件,累计财产损失超过6万美元。安克针对这次召回提供了两种方案,包括30美元礼品卡和更换新款充电宝。
去年11月,户外用品巨头Quad Lock也被USCPSC宣布召回超过1.5万件充电宝。Quad Lock接到来自美国的事故报告就高达39起,其中3起火灾事故和36起涉及冒烟、熔化、开裂、胀包等的报告,导致2起财产损失;同时在国际范围内,Quad Lock共收到170起事故报告,包括4起火灾和166起冒烟、胀包等报告,造成1起财产损失。
移动电源安全如何保障?
从目前报告的召回事件中,移动电源主要的安全问题出自锂离子电池上。目前的移动电源锂离子电池一般有两种形态,一是圆柱电池,包括18650和21700规格的圆柱电池;二是软包电池,一般是采用软塑复合膜封装。
圆柱电池一般会采用金属外壳,内部电极卷绕成圆柱形,正负极通过顶部和底部导电钉引出。相对来说,圆柱电池由于外壳采用金属材料,可以承受内部压力,热失控时一般是呈现喷射火焰的形式,但也不排除极端情况下能量集中释放导致激烈爆炸。
同时金属外壳带来更强的散热性能,更加适合高功率输出。生产方面技术也较为成熟,一致性高,可靠性相对较高的同时成本较低。
但圆柱电池也有缺点,主要是由于固定尺寸导致应用到移动电源上时,移动电源无法做到较薄的机身,相对来说重量和体积都会较大。
那么软包电池的优势也非常明显,首先是没有金属外壳,重量轻,能量密度更高。另外是由于软包的设计,可以制作成不同形状,适合不同形态的移动电源。同时内阻也较小,可以实现高倍率放电,实际上很多需要大电流输出的航模、四轴无人机都会采用软包电池。
软包电池缺点同样明显,由于外壳没有很强的耐压能力,长期使用后电解液分解可能产生气体,导致鼓包;软塑复合膜导热能力不如金属,在长时间高功率输出下需要额外的散热措施辅助;软膜材料容易被刺穿,引发热失控燃烧。
总体来说圆柱电池的安全性会相对较高,但软包电池由于其形态可塑、能量密度高的特性,已经广泛适用于智能手机等各种电子产品中,证明了在生产和材料上进行把控,同样能够确保其使用安全性。
所以对于移动电源来说,为了降低成本,对电芯的品质控制可能会出现疏漏,导致电池起火。比如过去著名的三星Note7爆炸事件中,就是因为电池采用新技术,正极材料采用高镍化钴酸锂,加上正极材料涂布由于设计缺陷边缘存在皱褶,容易形成热点,导致大范围的热失控。
当然,从移动电源BMS的角度看,其实也有很多措施去防止移动电源出现热失控。BMS一般通过实时采集单体电芯和整组电池的电压、电流数据,确保其处于安全阈值内,同时还会有多点的温度传感器,去监测电芯表面温度和环境温度,避免电池在极端温度下工作。温度异常时,BMS可分级报警或强制停止充放电。
此前就有传闻称,部分小品牌的移动电源为了节省成本,会去掉温度传感器,然而这会对电池造成严重的安全隐患。
另外在充电过程中,BMS也会通过电压比较器或MCU(微控制器)动态调整充电截止电压和放电终止电压,防止电芯因深度充放电导致结构损坏或锂枝晶生长。
BMS通过精准监控、多级保护、动态策略调整 等手段,从源头上抑制热失控的触发条件,比如过充、过热、短路等。但对于移动电源来说,除了BMS和电芯上的品质控制外,还需结合紧凑结构设计,如采用更多导热材料辅助散热等,才能全方位实现移动电源的安全使用。