电子烟电气安全风险探究及应对建议

电子烟电气安全风险探究及应对建议摘要：目前，我国尚无针对电子烟电气安全的国家标准，存在一定程度上的监管盲区，安全质量难以保证。笔者对电子烟特征进行研究，深入探究其安全风关键词：电子烟；安全风险；锂电池；防护措施；警告说明电子烟是一种模仿卷烟的电子产品,有着与卷烟一样的外观、烟雾、味道和感觉。它是通过雾化等手段，将尼古丁等变成蒸汽后，让用户吸食的一种产品。世界卫生组织专门对电子烟进行了研究，并得出了明确的结论：电子烟有害公共健康，它更不是戒烟段，必须加强对其进行管制，杜绝对青少年和非吸烟者产生电子烟是一种模仿传统香烟的电子产品，拥有与传统香烟相似的烟雾、味道和外观(见图1)。图1电子烟外观电子烟由吸嘴、雾化器、雾化芯、控制板、电池及外壳等组件构成。雾化器内填充有雾化液(烟油),用户控制雾化芯加热，使烟油雾化为蒸汽即可吸食。雾化芯采用低阻抗电阻丝，通电瞬间能产生数百瓦功率。加热控制方式有按键控制式、触摸控制式和吸气感应式。电池分为不可充电电池(一次性)及可充电锂电池，充电使用USB接口，外接充电器或直流源(例如车载电源、充电宝等)。2电气安全标准2018年5月，UL宣布ANsI/cN/UL8139标准ElectricalSystemsofElectronicCigarettesandVapingDevices作为北美电子烟规范，该标准旨在协助制造商降低电子烟雾化器具内置锂电池的危险性。2019年Generalrequirements暂时被作为考核依据，但不够完善。我国当前只有团体标准T/CECC1—2017《电子烟雾化类器具产品通用规范》,普及率使用率很低，且尚无与电子烟相关的国家标准。电子烟行业在国内已发展十余年，受众日益增加，无据可依使得产品质量监管始终处于空白。3质量安全现况电子烟属于入口型便携式电子产品，本应具备相当高的安全系数，然而事实并非如此。近年来，随着电子烟不断普及，电池爆炸或起火的报道也屡见不鲜。Ban等报导一男子使用电子烟时，电子烟爆炸导致腹部烧伤、右手拇指骨折，并且有部分电子烟外壳嵌入其上颌骨；Kumetz等引报导一男子正其口中爆炸导致面部烧伤并骨折、一女子的电子烟在其口袋中自燃导致手腿均烧伤。据美国消费品安全委员会(CPSC)统计，美国每年发生超过700例因电子烟爆炸引起的烧伤事故[1]。电子烟拥有酷炫外观和缤纷口感，在潮流文化影响下，驱使大量年轻人购买吸食，校园中的未成年人也趋之若鹜。2019年，国家市场监督管理总局、国家烟草专卖局发布《关于进一步保护未成年人免受电子烟侵害的通告》,通告显示“电子烟作为卷烟等传统烟草制品的补充，其自身存在较大的安全和健康风险，在原材料选择、添加剂使用、工艺设计、质量控制等方面随意性较强，部分产品存在烟油泄漏、劣质电池、不安全成分添加等质量安全隐患”,敦促电子烟企业关闭网络销售平台渠道，停止一切网上营销行为。虽然禁止电子烟网售，但线下售卖却依然畅销。据iiMediaResearch(艾媒咨询)统计，2020年中国电子烟规模突破83亿。电子烟存在安全风险，为应对电子烟的危险性尽早做出合理评估，加强行业治理和整顿，提高产品安全质量，保障用户人身安全。4电气安全风险和应对建议笔者调研电子烟产品特征、行业规律及用户使用习惯，结合类似电子产品检测经验，罗列出电子烟可能具备的一些安全风险，并运用现行的国家标准给4.1儿童非正常使用/误触发电子烟易吸引儿童玩耍或模仿成人吸食，也可能因非正常使用造成电子烟的安全防护失效，应安装儿童误触发保护装置(儿童锁)。建议采用机械阻隔或延时触发的保护方式，防止儿童使用或避免短时间内重复触发加热。电子烟吸嘴经常接触湿润的口腔，添加烟油也存在液体泄漏可能，应具备相应的IP防护等级，能阻挡液体渗入，不至于造成内部线路短路。4.3金属耐腐蚀电子烟锈蚀后金属机身强度薄弱，用力握捏外壳变形爆裂，锋利边缘割伤人体；以及内部金属元件锈蚀后造成线路短路和异常。电子烟的金属部件，例如机身外壳、紧固螺钉或电气连接金属等应具备耐腐蚀能力。4.4吸嘴过热雾化芯加热时能达到200℃以上，烟油枯竭后的干烧则更高，直接接触会导致热灼伤。吸嘴特别是入口部分，应严格控制工作发热温度。4.5塑材防火耐热一次性电子烟完全采用塑材外壳，要求具备良好的防火耐热性能。如果塑材防火性能不足，电子烟意外爆炸后火势将迅速蔓延烧伤人体。雾化芯附近的塑材部件要求能耐异常热，在高温烘烤下不过度变形使发热部件变为可触及。4.6锂电池电/环境安全电子烟供电普遍使用锂电池。劣质锂电池制造工艺低下，保护设计不足，杨旭等对数十款电子烟的内置锂电池进行了标称容量、常温外部短路、过充电、燃烧喷射等项目检测，结果不容乐观。使用劣质锂电池的电子烟在异常工作时容易发生爆炸，存在严重安全隐患。锂电池的电气安全和环境安全都应列入重点考核对象，保障在短路、过充过放、挤压冲击等不利条件下的安全性。4.7环境/机械应力电子烟随身携带，使用和贮存的环境条件跨度很大，应对环境变化和机械应力有良好的耐受能力。电子烟在低温、高温、湿热、跌落、振动等情况下，都不损坏或出现危险。4.8充电源能量限制电子烟充电器在充电回路意外短路后，将引起线路过热，严重时可能起火，因此输出能量应受到限制。针对USB充电器，其最大输出电流不超过8A,最大输出视在功率不超过I00W;针对其它充电源，充电前需要先检查其输出能量规格，不满足功率限制得要谨慎使用。4.9充电器绝缘/防触电性能电子烟充电器的绝缘耐压不足或接触电流过大，可能导致用户在接触充电中的电子烟时意外触电，后果不堪设想[2]。电气防护中的基本绝缘应承受AC1500V/50Hz试验电压imin不出现击穿或飞弧，加强绝缘试验电压则为AC3000V/50Hz。未连接到保护接地的零部件接触电流不得超过0.25mA,保护接地端子接触电流不得超过3.5mA。绝缘/防触电性能考核的方法很多，要求也不尽相同，这里所提及的“抗电强度”和“接触电流”仅属于电子产品通用的考核项目，其他标准和项目是否适用或能够取代，需要针对性地考量。4.10用户警告说明用户警告说明是电子烟电气安全使用的最后一道指示性防护防线，应在说明书中明确说明至少以下内容：(1)正确的烟油添加方法说明；(2)吸嘴高温可能烫伤的警告说明；(3)儿童锁的使用方法说明；(4)可预见的故障处理方法说明；(5)禁止充电时使用的警告说明；(6)规定充电电源类型的要求说明；(7)禁止用户自行更换电池或必须更换同类型电池的警告说明；(8)禁止投入火种和出现鼓胀不得使用的警告说明；(9)禁止使用人群的要求说明。5结语当前相关政策出台打击网售渠道，使得电子烟转回线下售卖，监管难度提升，电气安全质