移動電源起火原因分析及使用中應注意的幾個問題

●程志冉

(武警學院研究生隊，河北廊坊 065000)

(本欄責任編輯、校對 李 蕾)

移動電源，也叫“充電寶”，是一種集供電和充電于一體的便攜式充電器。近年來，隨著智能產品等移動設備的飛速發展，移動電源作為可以直接給這些移動設備供電的工具也迅速受到了人們的青睞［1］。據統計，截止到2012年底，國內移動電源市場達到3 000萬臺以上，預計到2015年，有望突破5 000萬臺。然而，由于目前我國尚缺少相應的生產規范和檢測標準［2］，移動電源為人們生活提供方便的同時，也帶來了巨大的安全隱患，尤其是近兩年來，全國各地移動電源起火、爆炸、自燃事故頻發，嚴重威脅著消費者的利益和人身安全。表1列出了2013和2014年發生的移動電源爆炸、起火的部分案例及引起事故的可能原因。

表1 2013、2014年移動電源爆炸、起火部分案例及事故可能原因

1 移動電源結構及工作原理

以目前市場上主流的移動電源來說，其主要由外殼部分、控制電路部分(輸出升壓控制系統和輸入充電管理系統)和電芯部分組成［3］。外殼部分有塑料殼和金屬殼兩種，塑料殼以ABS/PC工程塑料為主，一般需要做阻燃處理，金屬殼多采用航空鋁等?？刂齐娐凡糠种饕潜ＷC移動電源在既定條件下正常穩定的工作和在故障條件下實現移動電源的自我保護功能，其中，輸出升壓控制系統主要采用“直流—直流”的升壓方式，輸入充電管理系統主要采用智能IC監控整個充電過程。電芯是移動電源的電量儲存器，由電池組成，常用的有聚合物電池(標準電壓3．7 V)、18650 鋰電(標準電壓 3．7 V)、AAA 鎳氫電池(標準電壓1．2 V)和磷酸鐵鋰電池(標準電壓 3．65 V)。

移動電源工作過程可分為充電和放電［4］。將移動電源連接到5 V的USB電腦接口或USB充電器上即可實現給移動電源充電，在這個過程中，充電管理系統能夠根據電池的電壓，自動調節充電電流，包括有預充、恒壓充電和浮充充電三個階段［5］。當移動電源接入手機等設備后，輸出升壓電路開始工作，將移動電源的電池升壓到5 V，以供設備充電，實現放電過程，設備將自行控制充電，充滿后自動斷電。移動電源結構與充、放電過程如圖1所示。

圖1 移動電源結構及工作過程示意圖

2 移動電源起火原因

2．1 電芯爆炸起火

電芯是移動電源的核心，一般的移動電源是將一個或數個電芯并聯在一起。18650電芯是指直徑為18 mm，長度為65 mm，采用圓柱鋼殼包裝，內部鋰離子呈液態的電池。其循環使用壽命一般在300次左右，過量充電抵抗性差，因為在過量充電、放電時可能會刺穿正負極隔膜［6］，從而造成充電短路而燒壞電池起火。市場上也出現了一些使用回收舊18650電芯重新組裝成的移動電源，這些劣質電源發生起火、爆炸的可能性大大增加。聚合物電芯一般采用鈷酸鋰、錳酸鋰以及三元鋰混合而成，外包裝主要是使用鋁塑膜，中間的鋰物質為糊狀，質地較軟，容易變形，不耐碰撞，其最大的安全隱患是漏液、短路而導致脹包，嚴重的會產生火苗燃燒。聚合物電芯雖然從理論上說安全性更高，但是因其技術難度大，國內能夠生產高品質聚合物電芯的廠商較少，所以在國內市場上，聚合物電芯并不一定比18650電芯安全。此外，移動電源的容量越高，風險越大，起火爆炸的幾率也越高。

2．2 控制電路起火

控制電路主要是指其結構中的輸出升壓控制系統和輸入充電管理系統。合格的移動電源應設計有7重智能保護:過壓保護、過流保護、過充保護、過放保護、短路保護、過功率保護和溫度保護，這些參數決定了移動電源的充電速度、充電時間及使用的安全性。但是在實際生產過程中，由于缺乏相關的技術標準規范，加之生產廠家追求經濟利益，偷工減料，忽略保護電路，導致市場上許多產品質量存在各種各樣的問題。例如移動電源的逆變器質量不過關，充電時會出現電流忽大忽小現象，產生高溫，而移動電源本身又缺少高溫保護，進而會發生意外;移動電源缺少短路保護或承受內部短路能力不夠，一旦出現內部短路，就有起火、爆炸的風險。

2．3 用戶使用不當起火

移動電源過長時間充電會引起電源溫度升高，從而加速內部元件老化速度，加之如果散熱不及時，易發生事故;或是將移動電源置于高溫、易燃的環境中，更易引起移動電源的爆炸。攜帶移動電源時，如果USB接口銅片和其他金屬發生摩擦、撞擊，就可能造成短路，發生意外，外部重物沖擊也可能引起電源內部短路自燃。此外，移動電源外殼材料之所以選擇金屬或阻燃塑料，是因為其能夠在電芯起火初期起到阻斷火勢蔓延的作用，如果外殼材料存在質量問題，則會加劇火勢的蔓延，造成嚴重后果。

3 移動電源在使用過程中應注意的問題

3．1 充、放電過程中應注意問題

選擇移動電源時，應盡可能選擇與自己的電子設備容量相近的產品［7］，因為移動電源容量越大，其充電時間越長，內部的穩定性就越難控制，不安全因素越多，所以一般選擇容量20 000 mA以下產品。同時要注意是否存在容量虛標的問題;要注意選擇使用額定輸出符合其輸入規格的充電器，否則會造成移動電源損壞，充不進電或超負荷引起冒煙、起火等危險;盡量減少同步使用手機等設備的頻率，注意散熱，以免散熱不良導致移動電源發燙，若發現設備發燙，應立即停止使用，拔掉電源;不要在高溫高濕環境下充電，禁止在其周邊擺放易燃可燃物品，完成充電后立即拔掉電源，避免長時間充電而導致火災爆炸發生。另外，使用移動電源充、放電次數不要過于頻繁，使用過密會縮短其使用壽命。

3．2 攜帶、存放與維護保養時應注意問題

攜帶移動電源時，注意不要與重物、尖銳及金屬物體接觸，防止內部電芯被重物擠壓變形或被尖銳金屬刺穿，導致電芯內部短路;同時不要隨意扔擲、敲打或劇烈搖晃移動電源，否則容易導致電池內部結構錯位，造成短路;不經常使用的移動電源最好每月對其充電和放電一次，以延長其使用壽命;非專業人員禁止對充電寶進行拆卸、撞擊;如果發現移動電源有異味、鼓脹、漏液或者變形等異?，F象，應立即停止使用。

4 結束語

移動電源起火爆炸的原因既有來自其自身質量的問題，如電芯質量不合格，內部控制電路中缺少相關的保護電路，也有使用者的不規范操作因素導致的問題，如過長時間充、放電，使用環境惡劣，散熱條件不良，攜帶過程中接口與金屬接觸，受重物沖擊、碰撞等。所以在使用過程中，要選擇可靠的產品，安全規范操作，同時注意日常存放和維護保養，以降低起火、爆炸的風險，保證其安全性。

在目前眾多智能移動設備的電池續航能力沒有得到較大改善之前，移動電源還將在人們的工作生活中發揮重要作用;同時，在相關行業規范和檢測標準出臺之前，移動電源質量安全問題，尤其是起火、爆炸的危險性將一直存在。面對龐大的市場，要選擇質量可靠的產品，合理規范使用，在保證安全的前提下，最大限度地為人們的日常生活提供便利。

［1］王剛，張萬民．電動車充電過程起火原因分析及技術防范措施［J］．消防科學與技術，2012，31(12):1376-1379．

［2］劉志強，徐輝，李煒，等．便攜式鋰離子動力移動電源系統的設計與研究［J］．機械設計與制造，2014，(3):78-80．

［3］嚴鋆，劉瀏．移動電源發展現狀與展望［J］．電源技術應用，2011，14(1):61-64．

［4］劉嘉誠．淺析如何正確使用鋰電池［J］．山西科技，2013，28(5):122-123．

［5］丁成功，王升鴻．便攜式移動電源的研究與設計［J］．伺服控制，2013，(4):67-69．

［6］王猛．WM移動電源創業計劃［D］．廈門:廈門大學，2014．

［7］陳永強，劉國榮，張麗．移動電源行業標準現狀分析及建議［J］．日用電器，2014，(4):39-44．