三星Note7電池爆炸事件注定成為智能手機(jī)電池界的里程碑事件。

為了追尋三星爆炸的真正起因，同時也為了驗(yàn)證這是否是獨(dú)立性事件，更重要的是為了給消費(fèi)者提供更好更安全的消費(fèi)參考。2016年10月，《消費(fèi)者報道》即從市面官方渠道采購了三星Note7、華為P9、iPhone 7、魅族MX6、聯(lián)想ZUK Z2、努比亞Z11 miniS、樂視Pro3、酷派cool 1 dual、vivo Xplay5合共9款手機(jī)及電池，送至第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行了歷經(jīng)5個月的多次檢測。

在測試項(xiàng)目上，本刊參照了GB 31241-2014《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組 安全要求》中的“過充電”、“擠壓”、“重物沖擊”及“燃燒噴射”。

另外，檢測工程師也通過分析手機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)；監(jiān)控手機(jī)各個部位在正常和高溫環(huán)境下的工作溫度、電池過充時電壓及溫度的變化，以此來對比各款手機(jī)電池的安全性。

測試結(jié)果是令人意想不到的。

三星Note7電池倉尺寸較其它手機(jī)小

在近幾代智能手機(jī)上，我們能看到這樣一種趨勢：輕薄機(jī)身配上大容量電池，保證握持感的同時也不犧牲續(xù)航。但是，這種設(shè)計(jì)能否給電池預(yù)留足夠的安全空間呢？

站在電池使用角度，本次測試的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個模擬實(shí)驗(yàn)。他們對9款手機(jī)電池進(jìn)行了20個充放電循環(huán)，以模擬手機(jī)電池20天的使用情況，在循環(huán)結(jié)束后對比它們充電前后的厚度。

結(jié)果顯示，9款手機(jī)電池中間部位的厚度均有0.1mm至0.2mm的增加，呈現(xiàn)出一種微拱狀態(tài)。負(fù)責(zé)本次測試的工程師對本刊表示：“電池膨脹的原因在于，電池經(jīng)過一定次數(shù)的充放電，內(nèi)部電解液分解進(jìn)而產(chǎn)生氣體。”

他認(rèn)為導(dǎo)致電池厚度增加的因素還有很多，如消費(fèi)者在實(shí)際使用時，由于誤操作（如使用劣質(zhì)的手機(jī)充電器）或設(shè)備進(jìn)水短路而使保護(hù)板失效，進(jìn)而導(dǎo)致鋰離子電芯失去保護(hù)。

為此，《消費(fèi)者報道》依據(jù)GB 31241-2014對9款手機(jī)電池進(jìn)行了過充測試，測試中，工程師去除了電池的保護(hù)板，并對電量已經(jīng)飽和的電池繼續(xù)充電。

結(jié)果顯示，9款電池均符合國標(biāo)要求，并未出現(xiàn)燃燒或爆炸的現(xiàn)象，但電池均出現(xiàn)明顯增厚。

考慮到電池規(guī)格在出廠時可能存在一定誤差，廠商一般會將手機(jī)電池倉尺寸設(shè)計(jì)得略大于電池本體，以防止手機(jī)對電池造成擠壓。但在追求機(jī)身輕薄的趨勢下，廠商為了豐富手機(jī)功能難免會增加更多的零部件，這時電池倉的體積就可能被壓縮。

我們可以看到，在9款手機(jī)電池倉的對比中，三星Note7和努比亞Z11 miniS的電池與電池倉的間距較?。ㄔ谑謾C(jī)平面角度進(jìn)行觀察）。

值得一提的是，Note7的電池容量較高。（如圖1）

《消費(fèi)者報道》綜合了多位業(yè)內(nèi)工程師的意見，電池倉尺寸過小的影響是，當(dāng)電池膨脹時，手機(jī)內(nèi)部就會對電池本體產(chǎn)生作用力，造成擠壓。

三款手機(jī)電池沖擊試驗(yàn)不過關(guān)

電池處于手機(jī)內(nèi)部這樣狹窄的環(huán)境下，或多或少會受到復(fù)雜的外力影響。因此對消費(fèi)者而言，電池能否通過受力測試顯得十分關(guān)鍵。

通常來說，擠壓會使電池正負(fù)極更加緊密地靠近。如果電池內(nèi)部本身就存在焊接毛刺的話，擠壓有可能使毛刺刺穿隔離膜，導(dǎo)致電池內(nèi)部短路爆炸。

參照GB 31241-2014中的擠壓測試，測試工程師應(yīng)用一個13kN的力分別對平放于實(shí)驗(yàn)臺的9款電池進(jìn)行擠壓。

結(jié)果顯示，送檢的9款電池均未出現(xiàn)爆炸起火現(xiàn)象。

當(dāng)然，平面擠壓屬于一個恒定力的影響。那么當(dāng)電池受到外力沖擊，在瞬時力的影響下，它的安全穩(wěn)定性又是否有保障呢？

為此，工程師參照GB 31241-2014中的“重物沖擊”對9款手機(jī)電池進(jìn)行了測試。測試過程中，電池表面中心將被橫置一根15.8mm的金屬棒，隨后受到處于610mm高度、重9.1kg金屬塊的沖擊。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)電池受到?jīng)_擊時，電池應(yīng)不起火、不爆炸。

結(jié)果顯示，樂視Pro3、聯(lián)想Zuk Z2、酷派cool 1 dual這3款手機(jī)的電池在測試中發(fā)生燃燒爆炸，不符合國標(biāo)要求。（如圖2）

我們可以看到，受外力沖擊后，電池內(nèi)部短路產(chǎn)生爆炸的威力較為強(qiáng)勁。

對于測試結(jié)果，樂視移動智能信息技術(shù)（北京）有限公司回復(fù)《消費(fèi)者報道》稱：“電池沖擊實(shí)驗(yàn)對測試環(huán)境有嚴(yán)苛要求，包括環(huán)境溫度、濕度、測試器械的精度、底板的清潔度等。”

聯(lián)想方面則表示：“ZUK Z2的電池組本體貼有‘電池不可拆卸’的標(biāo)識，從手機(jī)上拆卸下的電池不適合進(jìn)行重物沖擊測試。這是因?yàn)殡姵夭捎秒p面膠粘貼固定，拆卸電池會導(dǎo)致電芯表面鋁塑膜脫離褶皺；而且電池采用無膠框注塑工藝，電芯四周被注滿黑色填充膠。工程師拆除這些填充膠會導(dǎo)致電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形損傷，引起短路。”

但在本刊的電池沖擊實(shí)驗(yàn)中，樂視Pro3、聯(lián)想ZUK Z2這兩款手機(jī)的電池均從官方售后渠道單獨(dú)購買，并不存在從手機(jī)上拆卸下來造成電池結(jié)構(gòu)損壞的問題。

對于上述兩家企業(yè)的回復(fù)，負(fù)責(zé)本次測試的工程師向本刊表達(dá)了自己的看法：“電池沖擊實(shí)驗(yàn)確實(shí)對測試環(huán)境有嚴(yán)格要求，但這并不意味著電池只有在特定環(huán)境下使用才具有安全保障。因?yàn)橄M(fèi)者的日常使用場景也是多樣化的。當(dāng)然，本次實(shí)驗(yàn)環(huán)境是遵循國標(biāo)要求的，結(jié)果是受到認(rèn)可的?？紤]到電池拆卸可能對手機(jī)電池產(chǎn)生的影響以及國標(biāo)中的測試要求，我建議盡可能選擇從官方售后渠道獲取原裝電池樣品。”

國標(biāo)為何將要刪除沖擊實(shí)驗(yàn)？

值得一提的是，《消費(fèi)者報道》還從不通過重物沖擊測試的三家企業(yè)中得到了同樣的答復(fù)，即目前工信部已經(jīng)對現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改公示，取消軟包電池重物沖擊試驗(yàn)。（如圖3）

注：7.7項(xiàng)為“重物沖擊”測試項(xiàng)

“重物沖擊是目前鋰電池測試中爭議較大的項(xiàng)目，也被普遍認(rèn)為是最嚴(yán)格的內(nèi)部短路測試條款。該項(xiàng)目主要由早年鋰金屬電池的UL標(biāo)準(zhǔn)衍生而來，后來被聯(lián)合國危險品運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)（即UN38.3標(biāo)準(zhǔn)）所引用。”負(fù)責(zé)本次測試的工程師對本刊表示。

“但近幾年，隨著聚合物鋰離子電池的廣泛使用，鋰電池生產(chǎn)企業(yè)普遍認(rèn)為該測試項(xiàng)目要求過高，電池在大批量生產(chǎn)時很難滿足該標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此在2016年底，GB 31241-2014的起草單位中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院決定對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，刪除了該測試項(xiàng)目，并進(jìn)行了公示，新修訂的標(biāo)準(zhǔn)即將實(shí)施。”他說。

那么，標(biāo)準(zhǔn)起草單位是出于怎樣的考慮對該測試項(xiàng)進(jìn)行調(diào)整？刪除了軟包電池的重物沖擊項(xiàng)是否就意味著電池安全性的降低呢？針對此，《消費(fèi)者報道》采訪了該標(biāo)準(zhǔn)的其中一位起草人工程師。

該工程師同時指出，“國內(nèi)外的很多電池標(biāo)準(zhǔn)都涵蓋了重物沖擊這個項(xiàng)目。就算國標(biāo)刪除了這個項(xiàng)目，也并不意味不符合要求的產(chǎn)品可以在全球范圍進(jìn)行銷售。舉個例子，聯(lián)合國危險品運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)UN38.3《關(guān)于危險貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊》明確規(guī)定，電池如果要經(jīng)空運(yùn)或者海運(yùn)，必須通過重物沖擊測試項(xiàng)。國際通用標(biāo)準(zhǔn)IEC 62133當(dāng)中也是含有這項(xiàng)測試。

該工程師同時指出，“對于電池制造商而言，客戶要求電池容量大且體積小的方案，與電池制造時保證電池安全性的要求是相互矛盾的。要求續(xù)航時間長的同時還要兼顧手機(jī)輕薄，我們就要在有限空間內(nèi)增大儲能介質(zhì)如鈷酸鋰和石墨的體積，也就意味著要在手機(jī)的其它空間進(jìn)行縮減。當(dāng)然如果一味追求安全，增大電池內(nèi)的隔離膜，又會導(dǎo)致電池充放電性能不佳。因此，制作電池過程中的各項(xiàng)指標(biāo)是相互制衡的。

一位不愿具名的檢測工程師接受本刊采訪時說：“標(biāo)準(zhǔn)的修訂自然有它的合理性。因?yàn)殡姵貨_擊實(shí)驗(yàn)向來爭議較大，部分電池很難通過該測試項(xiàng)，廢止該項(xiàng)目更符合目前的電池發(fā)展現(xiàn)狀。但目前GB 31241-2014中的重物沖擊項(xiàng)仍然有效。”

假如GB 31241-2014中的重物沖擊項(xiàng)被正式刪除，那么問題來了，手機(jī)廠商的電池合格率自然會有所上升，但國產(chǎn)廠商出口的手機(jī)仍然需要滿足帶有重物沖擊項(xiàng)的各個國際標(biāo)準(zhǔn)、地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)及運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)。如果連國貨都區(qū)別對待自己人，那么中國人又該如何對抗國外品牌的沖擊呢？

三星Note7電池爆炸，將電池安全問題推到風(fēng)口浪尖，本刊從三星Note7國內(nèi)第四起電池爆炸機(jī)主老回（化名）處獲悉，他仍然走在起訴三星的路上，他不服氣，氣的不是產(chǎn)品質(zhì)量問題、賠償問題，而是三星對待事件的態(tài)度，以及對中國消費(fèi)者“特殊對待”的處理方式。事故至今他沒有收到三星一句道歉。

8款手機(jī)可能有燃燒噴射風(fēng)險

電池一旦出現(xiàn)爆炸起火的現(xiàn)象，可能會產(chǎn)生劇烈噴射，而這些從電池內(nèi)部噴射出的火焰或不明物體會對人身安全造成傷害。目前，現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB 31241-2014也對電池在燃燒爆炸后所產(chǎn)生的破壞有明確要求。故《消費(fèi)者報道》基于“燃燒噴射”項(xiàng)對9款手機(jī)電池進(jìn)行了檢測。

燃燒噴射實(shí)驗(yàn)在半徑為61厘米的環(huán)裝鋁網(wǎng)圈內(nèi)進(jìn)行。根據(jù)國標(biāo)規(guī)定：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，組成電池的部件（粉塵狀產(chǎn)物除外）或電池整體不得穿透鋁網(wǎng)。

測試結(jié)果顯示，除了努比亞Z11 miniS外，其余8款手機(jī)電池向外側(cè)噴射的火焰都沖出了61厘米直徑區(qū)域。本刊從工程師提供的測試視頻中發(fā)現(xiàn)，從電池中噴射出來的火焰直接將鋁網(wǎng)燒穿（鋁的熔點(diǎn)為660.37℃）。

值得一提的是，在測試過程中，三星Note7、聯(lián)想ZUK Z2、樂視Pro3三款手機(jī)電池均噴射出燃燒物到61厘米直徑區(qū)域外。其中，三星Note7在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后有明顯殘留物。（如圖4）

不過，對于本次試驗(yàn)的現(xiàn)象，GB 31241-2014當(dāng)中并未明確規(guī)定達(dá)標(biāo)與否。故在“燃燒噴射”項(xiàng)上，工程師沒有對9款手機(jī)電池下判定。

測試工程師認(rèn)為燃燒噴射實(shí)驗(yàn)的判定依據(jù)并不嚴(yán)謹(jǐn)，他對本刊表示：“標(biāo)準(zhǔn)對于粉塵狀產(chǎn)物的大小等沒有明確規(guī)定，而且我們?nèi)狈ζ髽I(yè)方面的數(shù)據(jù)支持，所以還不能將細(xì)小噴射物或殘留物作為不達(dá)標(biāo)的判定依據(jù)。”

根據(jù)工程師描述，該測試項(xiàng)是來源于美國的標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)楫?dāng)?shù)靥鞖廨^冷，家庭通常采用壁爐進(jìn)行取暖，為了模擬兒童將含電池的電子設(shè)備扔入壁爐這種極端情況，美國方面制訂了這個測試項(xiàng)目。而這個項(xiàng)目也同時能夠模擬電池因受熱發(fā)生爆炸的影響情況。

測試工程師告訴《消費(fèi)者報道》：“我們也對認(rèn)證送樣的電池做過燃燒測試，一般只出現(xiàn)冒煙或者著火緩緩燃燒的現(xiàn)象。但這次送檢產(chǎn)品的燃燒現(xiàn)象較為嚴(yán)重。”

他同時指出：“認(rèn)證送樣的電池往往都是高質(zhì)量的電池。其實(shí)企業(yè)是有能力制造出合格產(chǎn)品，只是在量產(chǎn)時會考慮壓縮成本，必然會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。”

本刊也從電池拆解環(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)了差別，其中華為采用堆疊結(jié)構(gòu)，而其余品牌均采用卷繞結(jié)構(gòu)。

對此，測試工程師表示：“不同制造工藝的電池會對手機(jī)的快充性能、散熱性能造成影響。一般來說，相對于卷繞技術(shù)，堆疊技術(shù)可使電池獲得更低的內(nèi)阻，并適用于較高倍率的充電使用。當(dāng)然采用疊片工藝也意味著更高的制造成本。”

異常工作環(huán)境易影響電池安全性

自始至終，我們對電池安全性的討論都沒辦法脫離三星Note7這一事故。關(guān)于三星Note7的討論以及本次測試，我們能夠獲得怎樣的一些信息呢？

《消費(fèi)者報道》采訪了多名業(yè)內(nèi)人士以及檢測工程師，并總結(jié)了部分原因。

在設(shè)計(jì)上，三星追求大容量電池而使得隔離膜厚度變薄，僅有一根頭發(fā)絲左右的厚度。用戶的長期使用會讓電池內(nèi)部產(chǎn)生鋰枝晶，也會讓隔離膜之間的電解液揮發(fā)產(chǎn)生結(jié)晶；再加上手機(jī)電池倉體過小，容易使電池本體遭受擠壓或受各種復(fù)雜外力影響，最終可能導(dǎo)致這些晶體刺穿隔離膜形成內(nèi)部短路，使電池燃燒爆炸。

當(dāng)然，電池是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，出現(xiàn)安全事故的原因有很多。濫用、手機(jī)進(jìn)水、更換來歷不明的非官方電池、異常的環(huán)境條件都有可能引起電池失效。

工程師也認(rèn)為，鋰離子電池在溫度較高的環(huán)境下，其正極的結(jié)構(gòu)會因?yàn)殇囯x子的活性加強(qiáng)而變得不穩(wěn)定，比較容易出現(xiàn)電池膨脹鼓包，甚至爆炸起火等現(xiàn)象。

因此，本刊還進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，監(jiān)控手機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的溫度。（如圖5）

國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 62133:2012中就有相關(guān)描述，10℃至45℃是鋰離子電池較合理的工作溫度范圍。但隨著技術(shù)提升，越來越多鋰電池能夠承受的工作溫度超過了這個范圍。

因此，想要提高電池安全性，不僅對標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的制訂要求，也是號召各手機(jī)廠商、電池制造商提升自身的研發(fā)水平，心中握有社會責(zé)任感。

網(wǎng)購電池不達(dá)標(biāo)率更高

除了官方渠道，《消費(fèi)者報道》也從線上線下一些非官方渠道采購了相應(yīng)檢測機(jī)型的電池。從測試結(jié)果來看，非官方渠道電池的不達(dá)標(biāo)率要遠(yuǎn)高于官方電池。

所以本刊建議廣大消費(fèi)者，不要私自對手機(jī)進(jìn)行拆卸改裝；最好使用官方適配器以及充電線對手機(jī)進(jìn)行充電；如果需要維修手機(jī)或更換電池，盡量選擇官方渠道進(jìn)行售后維修。

而對于本次電池檢測不達(dá)標(biāo)的樂視Pro3、聯(lián)想ZUK Z2、酷派cool 1 dual這3款手機(jī)，《消費(fèi)者報道》不予推薦。

（責(zé)編：陳加索）