蜂窩電話鋰離子電池

1.產(chǎn)品概述

蜂窩電話用鋰離子電池（簡(jiǎn)稱：手機(jī)電池）是移動(dòng)電話機(jī)的一個(gè)重要能源供給配件。早期移動(dòng)電話機(jī)主要使用鎳鎘和鎳氫電池。鎳鎘電池由于會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，并且容量密度低，存在記憶效應(yīng)，已基本淘汰。鎳氫電池與鎳鎘電池相比具有較好的充放電特性，電量密度比相對(duì)高，對(duì)環(huán)境也較友好，安全性能比鋰離子電池好，因此目前在極少部分移動(dòng)通信產(chǎn)品（如對(duì)講機(jī)）中仍有使用。但由于手機(jī)是隨身攜帶的現(xiàn)代移動(dòng)通信產(chǎn)品，消費(fèi)者需求傾向于功能更強(qiáng)大，體積更輕薄小巧便于攜帶的產(chǎn)品，而鋰離子電池具有工作電壓高（一般在3.6V以上）、比能量大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)公害等優(yōu)點(diǎn)，受到移動(dòng)電子設(shè)備的青睞，成為手機(jī)的主導(dǎo)電源。隨著智能手機(jī)的廣泛使用，對(duì)鋰離子電池容量的需求越來(lái)越大。目前蜂窩電話用鋰離子電池的容量一般在1000mAh～3000mAh范圍內(nèi)。

蜂窩電話用鋰離子電池一般由電芯、保護(hù)電路和保護(hù)外殼組成。評(píng)價(jià)其使用性能的主要特征參數(shù)有輸出電壓、放電容量、使用循環(huán)壽命等。

2.產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)情況分析

（1）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

鋰離子電池適用的安全標(biāo)準(zhǔn)為IEC 62133：含堿性或非酸性電解液的蓄電池及蓄電池組一便攜設(shè)備用密封蓄電池和蓄電池組的安全性要求。IEC 62133第1版于2002年發(fā)布，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在預(yù)期使用和合理可預(yù)見的誤使用條件下，含堿性或其他非酸性電解質(zhì)的便攜式密封蓄電池和蓄電池組（不含扣式電池）的安全操作的要求和試驗(yàn)。

IEC 62133第1版是國(guó)際上第一部鋰離子電池相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)，解決了此前鋰離子電池?zé)o安全標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，其中的部分試驗(yàn)項(xiàng)目為后來(lái)的其他領(lǐng)域的鋰離子電池安全標(biāo)準(zhǔn)所借鑒，并且在一定程度上被部分國(guó)家轉(zhuǎn)化為本國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。但同時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)也存在一些問(wèn)題，如：未嚴(yán)格區(qū)分鋰系和鎳系電池，未包含紐扣型鋰離子電池，未嚴(yán)格區(qū)分電池芯和電池組，重視電池芯而忽視電池組。

（2）國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

目前我國(guó)在電子、通信、輕工、汽車、煤炭、民航等領(lǐng)域開展了鋰離子電池的標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，制定的鋰離子電池現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)16項(xiàng)，其中GB/T 28164—2011等同轉(zhuǎn)化自IEC 62133：2002，屬于推薦性標(biāo)準(zhǔn)。

此外，我國(guó)自2008年起開始自主制定專門的鋰離子電池安全強(qiáng)制國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組安全要求》，目前該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成起草正在報(bào)批之中。

新國(guó)標(biāo)GB/T 18287—2013《移動(dòng)電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規(guī)范》（推薦性標(biāo)準(zhǔn)，2013年7月19日發(fā)布，2013年9月15日實(shí)施）在積極參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，充分考慮鋰離子電池在選材、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用、運(yùn)輸、回收等全壽命周期所面臨的各種應(yīng)力及安全因素，并依據(jù)鋰離子電池的安全問(wèn)題具有自身的特殊性，考慮了電池（芯）材料、電池（芯）、保護(hù)電路、封裝材料、電池組、外界環(huán)境等各方面安全因素，制定了相關(guān)的安全要求和試驗(yàn)方法。

3.產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)分析

近幾年手機(jī)用鋰離子電池產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督抽查的檢驗(yàn)項(xiàng)目情況如下：

（1）0.2C₅A放電性能：電池按規(guī)定充電后擱置0.5h，在20℃±5℃條件下，以0.2C₅A電流放電至終止電壓，記錄放電時(shí)間（或放電容量）。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定放電時(shí)間應(yīng)大于5h（即電池容量應(yīng)達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品明示指標(biāo)要求）。此項(xiàng)檢驗(yàn)是考核電池在小電流放電情況下的特性，在相同放電電流條件下，放電時(shí)間越長(zhǎng)，表示電池的容量越高，可供使用的時(shí)間就越長(zhǎng)。放電性能（容量）不合格的電池，消費(fèi)者最直接的感覺(jué)就是使用的時(shí)間短，甚至影響手機(jī)的正常通話業(yè)務(wù)。

（2）1C₅A放電性能：電池按規(guī)定充電后擱置0.5h，在20℃±5℃條件下，以1C₅A電流放電至終止電壓，記錄放電時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定放電時(shí)間應(yīng)大于51min。此項(xiàng)檢驗(yàn)時(shí)考核電池在大電流放電情況下的特性，在相同放電電流條件下，放電時(shí)間越長(zhǎng)，表示電池的容量越高，可供使用的時(shí)間就越長(zhǎng)。放電性能（容量）不合格的電池，同樣影響消費(fèi)者的正常使用。

（3）低溫性能：電池按規(guī)定充電后，在-20℃±2℃溫度條件下擱置16h后，以0.2C₅A電流放電至終止電壓，記錄放電時(shí)間并觀察電池外觀是否變形、爆裂。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定放電時(shí)間應(yīng)大于3h。這項(xiàng)試驗(yàn)就是考核電池在低溫情況下的放電性能。我國(guó)地域遼闊，長(zhǎng)江以北地區(qū)冬季氣溫通常在0℃以下，部分城市甚至可以達(dá)到-20℃左右，如果電池低溫放電性能不合格，會(huì)出現(xiàn)使用時(shí)間短，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致手機(jī)無(wú)法正常使用。

（4）過(guò)充電保護(hù)性能：電池按規(guī)定充電后，用恒流恒壓源再給電池進(jìn)行2倍標(biāo)稱電壓、2C₅A的設(shè)定電流持續(xù)加載8h。觀察電池是否爆炸、起火、冒煙或漏液。這項(xiàng)試驗(yàn)是考核鋰電池保護(hù)電路在承受大的充電電壓和充電電流時(shí)是否動(dòng)作保護(hù)的安全性能。由于消費(fèi)者在實(shí)際使用中經(jīng)常誤用或使用非標(biāo)配的充電器給電池充電，如果保護(hù)電路的安全性能不合格，將很有可能出現(xiàn)電池起火、爆炸等危險(xiǎn)，嚴(yán)重危害消費(fèi)者的生命、財(cái)產(chǎn)安全。這是電池的重要安全指標(biāo)。

（5）短路保護(hù)性能：電池按規(guī)定充電后，用≤0.1Ω電阻器短路lh。觀察電池是否爆炸、起火、冒煙或漏液。這項(xiàng)試驗(yàn)是考核鋰電池保護(hù)電路在正負(fù)極短路時(shí)是否動(dòng)作保護(hù)的安全性能。由于消費(fèi)者在實(shí)際使用中疏忽導(dǎo)致電池正負(fù)極短路，如果保護(hù)電路不能有效動(dòng)作保護(hù)，同樣有可能出現(xiàn)電池起火、爆炸等危險(xiǎn)并嚴(yán)重危害消費(fèi)者的生命、財(cái)產(chǎn)安全。此項(xiàng)也是電池的重要安全指標(biāo)。

4.質(zhì)量現(xiàn)狀分析

（1）總體分析

我們認(rèn)為，我國(guó)鋰離子電池質(zhì)量有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

①初期，鋰離子電池的標(biāo)稱容量問(wèn)題和安全問(wèn)題都較為嚴(yán)重，近兩三年來(lái)，標(biāo)稱容量問(wèn)題還相對(duì)突出，但安全質(zhì)量問(wèn)題有所改觀。

②鋰離子電池行業(yè)質(zhì)量水平在相對(duì)穩(wěn)定的情況下逐年有所提升。

③需要注意的是，鋰離子電池的安全質(zhì)量是產(chǎn)品質(zhì)量的最重要方面，需要持續(xù)不懈加以關(guān)注。

從這些年的抽查結(jié)果看出，雖然鋰離子電池的質(zhì)量水平在不斷提高，但還存在不少的問(wèn)題，未來(lái)鋰離子電池的質(zhì)量水平還有很大的提升空間。

（2）質(zhì)量問(wèn)題原因分析

從這些年的抽查結(jié)果看出，手機(jī)用鋰電池的質(zhì)量問(wèn)題主要集中在放電性能（電池容量）不合格。針對(duì)這個(gè)質(zhì)量問(wèn)題，我們從外部因素和內(nèi)部因素兩方面進(jìn)行了一些簡(jiǎn)單的原因分析：

①外部因素

A.市場(chǎng)過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)

目前我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)主要的優(yōu)勢(shì)就是成本較低，隨著我國(guó)鋰離子電池生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)步，再加上金融危機(jī)對(duì)國(guó)外企業(yè)的影響，外資企業(yè)紛紛調(diào)整全球戰(zhàn)略，把中國(guó)作為其全球鋰離子電池重點(diǎn)生產(chǎn)基地，以求降低成本，同時(shí)也看準(zhǔn)了中國(guó)巨大的市場(chǎng)份額。隨著國(guó)外鋰離子電池產(chǎn)業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，我國(guó)最主要的成本優(yōu)勢(shì)逐漸被侵蝕，也就促成了生產(chǎn)企業(yè)之間的惡性競(jìng)爭(zhēng)。為了擴(kuò)大市場(chǎng)份額，降低生產(chǎn)成本，一些企業(yè)采取了簡(jiǎn)化生產(chǎn)、消減檢驗(yàn)工序的方式；部分以低價(jià)格作為市場(chǎng)主要競(jìng)爭(zhēng)力的小型企業(yè)，不得不以犧牲產(chǎn)品的質(zhì)量來(lái)達(dá)到低價(jià)的目的，有些企業(yè)采用偷工減料，甚至使用不合格原材料等不正當(dāng)手段，以達(dá)到降低成本的目的，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。

B.原裝電池、名牌電池的暴利導(dǎo)致巨大的利益誘惑

手機(jī)用電池市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)主要體現(xiàn)為原裝電池、品牌電池、假冒偽劣電池三者之爭(zhēng)，質(zhì)量、價(jià)格則參差不齊。按目前的生產(chǎn)技術(shù)，一塊移動(dòng)電話機(jī)用電池生產(chǎn)成本在50元以下，但市場(chǎng)上原裝電池、品牌電池的售價(jià)高至200～300元，存在嚴(yán)重暴利現(xiàn)象。在巨大的價(jià)格差異誘惑和暴利的驅(qū)使下，不法商販不顧消費(fèi)者的利益，生產(chǎn)或銷售假冒產(chǎn)品，將不合格產(chǎn)品流入市場(chǎng)。消費(fèi)者真假難辨，容易被不法商販刻意制造的“低價(jià)”陷阱迷惑，購(gòu)買到不合格的產(chǎn)品，在買到“便宜”的同時(shí)也買進(jìn)了不安全的隱患。

C.生產(chǎn)企業(yè)法律意識(shí)淡薄

歷次監(jiān)督抽查中都發(fā)現(xiàn)部分企業(yè)的產(chǎn)品標(biāo)志不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求?？浯螽a(chǎn)品性能、虛標(biāo)電池容量；假冒、仿制名牌產(chǎn)品等均有發(fā)生。這也要求生產(chǎn)企業(yè)要了解相關(guān)的法律法規(guī)，注重學(xué)習(xí)法律知識(shí)，不斷提高法律意識(shí)。

D.人力成本低導(dǎo)致企業(yè)技術(shù)革新動(dòng)力不足

由于我國(guó)的人工成本低，很多企業(yè)不愿意投入資金和精力進(jìn)行技術(shù)革新，更不愿意大規(guī)模采用自動(dòng)化生產(chǎn)，這給我們鋰離子電池的產(chǎn)品質(zhì)量提升帶來(lái)了阻礙。

②內(nèi)部因素

從生產(chǎn)領(lǐng)域的角度來(lái)看，存在主要問(wèn)題有：

A.在設(shè)計(jì)過(guò)程中，一些廠家的研發(fā)、設(shè)計(jì)能力不足。

B.在生產(chǎn)過(guò)程中，部分廠家存在偷工減料、簡(jiǎn)化工序等現(xiàn)象。

C.生產(chǎn)工藝水平低，生產(chǎn)缺乏標(biāo)準(zhǔn)化，自動(dòng)化程度低，導(dǎo)致部分產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)缺陷產(chǎn)品，如低溫條件下使用放電容量明顯下降，使用壽命短等。

④在產(chǎn)品的檢驗(yàn)方面，部分廠家忽視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控環(huán)節(jié)，缺乏定期、定量的產(chǎn)品質(zhì)量分析和跟蹤。

（3）其他相關(guān)情況

目前我國(guó)鋰離子電池行業(yè)主要存在以下兩個(gè)問(wèn)題：

①缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)內(nèi)鋰離子電池至今還沒(méi)有制定強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，目前采用較多的標(biāo)準(zhǔn)只有GB/T 18287—2013《移動(dòng)電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規(guī)范》、GB 8897.4—2008《原電池第4部分：鋰電池的安全要求》和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等少數(shù)幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，且大多數(shù)鋰電池標(biāo)準(zhǔn)屬推薦性標(biāo)準(zhǔn)，而國(guó)際上針對(duì)鋰離子電池的安全和性能標(biāo)準(zhǔn)有上十種，涵蓋范圍也十分廣泛，既有終端設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，也有供電附件的標(biāo)準(zhǔn)；既有針對(duì)生產(chǎn)和設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)，也有針對(duì)成品結(jié)果的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)；既有針對(duì)使用方面的標(biāo)準(zhǔn)，也有針對(duì)運(yùn)輸方面的標(biāo)準(zhǔn)；既有安全指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，也有性能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。相比之下，我國(guó)的鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)論從范圍上，還是從結(jié)構(gòu)上，都有很大的不足，這助長(zhǎng)了部分企業(yè)非標(biāo)生產(chǎn)或無(wú)標(biāo)生產(chǎn)，也從整體上影響了我國(guó)的鋰離子電池質(zhì)量提升。

②電芯材料的安全性研究不足，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等關(guān)鍵性技術(shù)欠缺。

鋰離子安全性最重要的一環(huán)就是電芯本身的安全性，外圍的設(shè)計(jì)都是輔助保證安全的。但我國(guó)的企業(yè)在電芯材料的選擇上，更關(guān)注追求高的能量密度.對(duì)其安全性關(guān)注度不足。另外，我們?cè)陔娦娟P(guān)鍵材料的技術(shù)水平也相對(duì)落后，尤其是隔膜材料的技術(shù)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。

5.消費(fèi)指南

由于鋰離子電池的化學(xué)特性關(guān)系，在某些特定條件下，如過(guò)充電，內(nèi)、外部短路，遭受外部機(jī)械擠壓或撞擊等破壞，可能會(huì)引起爆炸起火危害。

作為普通消費(fèi)者，如何選購(gòu)適合自己手機(jī)的電池呢?

毫無(wú)疑問(wèn)應(yīng)該選購(gòu)型號(hào)與手機(jī)相匹配的電池，但同時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）手機(jī)電池選購(gòu)注意事項(xiàng)：

①電池配合手機(jī)時(shí)，應(yīng)松緊適度，無(wú)阻塞。

②電池裝入手機(jī)，開機(jī)后，用手稍微用力搖動(dòng)電池，手機(jī)不應(yīng)有接觸不良而關(guān)機(jī)的現(xiàn)象。

③電池膠殼外表應(yīng)清潔，無(wú)刮花及污點(diǎn)。

④電池接觸片表面，不應(yīng)有長(zhǎng)銹或電鍍層脫落的現(xiàn)象。

⑤電池外表面應(yīng)有說(shuō)明所配機(jī)種及電池容量。

⑥選擇信譽(yù)良好的品牌電池，其質(zhì)量及售后服務(wù)都有一定的保障。

（2）手機(jī)電池保養(yǎng)常識(shí)：