文/祝 娜 應(yīng)楚楚 蘇 健

一、LED 發(fā)光鞋安全與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

LED 發(fā)光鞋是指鞋底或鞋幫部件帶有LED 發(fā)光組件的鞋類產(chǎn)品，幫面材質(zhì)主要包括合成革、皮革、紡織品和混合材質(zhì)等多種類型，絢麗多彩的發(fā)光功能使其深受兒童喜愛。LED 發(fā)光鞋帶有電池和發(fā)光組件，電池組件通常安裝在后跟或前掌外底中，供電電池類型以紐扣電池為主，部分為可充電電池。近年來，國外媒體曾多次報道兒童LED 發(fā)光鞋發(fā)生自燃事故[1]，自燃原因集中在短路、潮濕等所引起的電池起火。國內(nèi)媒體和社交網(wǎng)絡(luò)也曾報道過LED 發(fā)光鞋傷害事故，可查詢到的事故案例集中在高溫燙傷。

兒童頻繁的運動和大量排汗容易形成濕熱狀態(tài)的鞋腔，易造成電池機(jī)械濫用，若再結(jié)合電濫用，易引起電池?zé)崾Э?。機(jī)械濫用是指在機(jī)械外力作用下，電池隔膜破裂而引發(fā)內(nèi)部短路，使得能量快速釋放[2]；電濫用是因過充電或過放電，造成電極活性材料和電解質(zhì)部分分解，其產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)并導(dǎo)致熱量積聚，或因外部短路導(dǎo)致電池快速放電，從而產(chǎn)生大量焦耳熱[3]。由于《兒童鞋安全技術(shù)規(guī)范》（GB 30585–2014）尚無有關(guān)電池安全的要求，故本文參考《電玩具的安全》（GB 19865–2005）對發(fā)熱和非正常工作的相關(guān)要求，并結(jié)合兒童LED 發(fā)光鞋的使用特點，對模擬耐用測試后的電池進(jìn)行外部短路和過充電測試，根據(jù)該發(fā)光鞋電池風(fēng)險源可能發(fā)生的場景，開展風(fēng)險評估。

二、LED 發(fā)光鞋安全評估

本文通過流通領(lǐng)域和網(wǎng)絡(luò)平臺采購了較具代表性的21 款不同價位的兒童LED 發(fā)光鞋，其中3款使用鋅–二氧化錳（AG）系列紐扣電池，4 款使用可充電鋰電池，14 款使用鋰–二氧化錳（CR）系列紐扣電池。

LED 發(fā)光鞋的潛在風(fēng)險主要集中在電池?zé)崾Э?。對此，本文通過對鞋類產(chǎn)品依次進(jìn)行整鞋彎折測試和濕熱老化測試，模擬日常穿用過程中電池受擠壓和濕熱狀態(tài)后的情況，再測試電池的外部短路模擬電濫用，同時還測試充電電池過充電，以評估電池是否可能出現(xiàn)熱失控的風(fēng)險。具體測試項目、方法和判定規(guī)則見表1。

表1 測試項目、方法和判定規(guī)則

電池是LED 發(fā)光鞋結(jié)構(gòu)中最為常見、最為核心的部件。LED 發(fā)光組件工作時，電池不斷向電路提供能量，但與此同時，電池自身也是重要的發(fā)熱源。[4]經(jīng)測試，21 款樣品的電池均未出現(xiàn)熱失控狀態(tài)，不過部分電池在外部短路檢測過程中出現(xiàn)電池表面過熱的現(xiàn)象，電池表面最高溫度甚至達(dá)到114.1 ℃，存在過熱風(fēng)險。熱力對皮膚和皮下組織的損傷程度，主要取決于溫度和熱作用時間。[5]研究表明，對人體皮膚而言，理論上的最低溫燙傷溫度為44 ℃。隨著作用溫度的升高，損傷逐步加重。有資料顯示，44 ℃以上時，損傷程度與接觸時間成正相關(guān)，皮膚表面溫度保持44 ℃、6 h 可引起表皮基底層細(xì)胞的不可逆性變化。[6]49 ℃熱源持續(xù)接觸皮膚3 min 后可致表皮損害，超過9 min 表皮將壞死。表2 顯示，21 款樣品中有18款的電池表面最高溫度均高于50 ℃，且電池表面過熱可持續(xù)10 min 以上。不過電池并非直接接觸足底，通常由內(nèi)底內(nèi)墊材料隔開。

表2 電池表面最高溫度情況表

為評估穿用過程中電池發(fā)熱傳導(dǎo)至皮膚的真實溫度，本文選用兩種不同厚度的鞋墊分別模擬隔開的厚度，在鞋墊底部進(jìn)行恒溫加熱測試，模擬電池發(fā)熱后鞋墊表面溫度的變化情況。測試溫度選擇70 ℃、90 ℃、120 ℃三擋，模擬試驗數(shù)據(jù)見表3。

表3 熱量傳導(dǎo)模擬試驗

模擬試驗結(jié)果顯示，隨著發(fā)熱溫度的升高、鞋墊厚度的減少、試驗時間的增加，鞋墊表面溫度相應(yīng)上升。厚度為3.40 mm 的鞋墊，除了在70 ℃持續(xù)5 min時鞋墊表面溫度僅達(dá)到低溫燙傷溫度外，其余條件下均達(dá)到了燙傷溫度。厚度為6.10 mm 的鞋墊，鞋墊表面溫度最高為52.9 ℃，相較薄鞋墊隔熱效果明顯。不過，該鞋墊在90 ℃持續(xù)5 min 時鞋墊表面溫度達(dá)到低溫燙傷溫度，持續(xù)10 min 達(dá)到了燙傷溫度，在120 ℃持續(xù)5 min 時也達(dá)到燙傷溫度。因此，當(dāng)鞋墊較薄時，可能會出現(xiàn)低溫燙傷或燙傷風(fēng)險；當(dāng)鞋墊或隔熱材料達(dá)到一定厚度時，可降低燙傷風(fēng)險。

此外，電池類型和電池結(jié)構(gòu)的不同對熱量的傳導(dǎo)也會有所差異。表2 顯示 ，AG 型電池表面溫度普遍偏低，沒有出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，其余兩類均有過熱現(xiàn)象。電池有3 種安裝結(jié)構(gòu)（見圖1）。當(dāng)電池直接安裝在印刷線路板（PCB）上，其結(jié)構(gòu)由于沒有物理阻隔，導(dǎo)致熱量無法有效分散，而有可能通過電池表面與金屬部件將熱量傳導(dǎo)至鞋墊。

圖1 電池安裝結(jié)構(gòu)

三、風(fēng)險評估

1.危害識別

LED 發(fā)光鞋與普通鞋類產(chǎn)品的最大區(qū)別在于增加了發(fā)光組件和供電組件。供電組件的潛在危害主要集中在電池?zé)崾Э匾鸬钠鸹?、爆炸和燙傷等危害。電池?zé)崾Э赝ǔＴ跈C(jī)械濫用、電濫用等情況下發(fā)生，處于濕熱狀態(tài)的鞋腔與長期的機(jī)械擠壓，易造成電池?zé)崾Э?。中大童活潑好動，在監(jiān)護(hù)人疏忽的情況下，甚至?xí)霈F(xiàn)長期穿著潮濕童鞋的現(xiàn)象，若電池或電子元件沒有良好的防水措施，易發(fā)生電池?zé)崾Э亍?/p>

本文綜合試驗結(jié)果，并考慮兒童穿用LED 發(fā)光鞋時可能出現(xiàn)的場景，還參考《消費品安全風(fēng)險評估導(dǎo)則》（GB/T 22760–2020）、《消費品召回電子電器風(fēng)險評估》（GB/T 39063–2020）等標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建出傷害場景（見表4）。

表4 傷害場景構(gòu)建

2.發(fā)生傷害的嚴(yán)重性

依據(jù)已發(fā)生的傷害案例和專家研判，本文對此次監(jiān)測所識別的危害源進(jìn)行傷害嚴(yán)重程度分析（見表5）。

表5 發(fā)生傷害的嚴(yán)重程度

3.發(fā)生傷害的可能性

本文通過對兒童LED 發(fā)光鞋穿用時間概率、發(fā)生概率等風(fēng)險因素進(jìn)行估算，將各個因素概率相乘并測算出每個傷害場景發(fā)生的可能性（見表6）。

表6 發(fā)生傷害的可能性

采取GB/T 22760–2020 風(fēng)險矩陣法對兒童發(fā)光鞋產(chǎn)品危害（源）開展風(fēng)險評估，得出發(fā)光鞋中電池因發(fā)生外部短路發(fā)熱而燙傷兒童足部的風(fēng)險等級為可容許風(fēng)險，故消費者不必過度恐慌。

四、提升LED 發(fā)光鞋質(zhì)量安全的建議

1.相關(guān)部門完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

目前， GB 30585–2014 正在修訂，雖然本文風(fēng)險評價結(jié)果為可容許風(fēng)險，但考慮到雨天、高溫天的使用場景存在的可能性和國外發(fā)生的自燃案例，本文建議該標(biāo)準(zhǔn)修訂時，適當(dāng)考慮增加兒童LED 發(fā)光燈鞋等含電池童鞋相關(guān)的安全技術(shù)要求，如參照GB 31241 和GB 8897.4 開展耐折、濕熱老化等合理濫用后的電池外部短路、電池過充電安全性能評估；電池安裝結(jié)構(gòu)應(yīng)至少達(dá)到IPX4 防水等級；3 歲及以下嬰幼兒鞋中的電池在不借助工具的情況應(yīng)不可取出；標(biāo)識方面應(yīng)標(biāo)注必要的電池信息，發(fā)光鞋所必需的洗護(hù)保養(yǎng)和注意事項應(yīng)在說明書中詳細(xì)說明。本文希望通過標(biāo)準(zhǔn)修訂，能為進(jìn)一步降低該類童鞋的潛在風(fēng)險提供支撐。

2.生產(chǎn)企業(yè)嚴(yán)把質(zhì)量安全關(guān)

本文建議，企業(yè)在生產(chǎn)LED 發(fā)光鞋時，除了滿足現(xiàn)行強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)外，可增加對產(chǎn)品電池的風(fēng)險管控，比如表1 中所列的電池外部短路和電池過充電項目，做到源頭控制。企業(yè)需要注意的是，電池安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)即將更新，如《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組 安全技術(shù)規(guī)范》（GB 31241–2022）將于2024 年4 月1 日正式實施，該標(biāo)準(zhǔn)中外部短路的環(huán)境溫度條件由55 ℃±5 ℃修改為57 ℃±4 ℃，過充電中的由“3CA 及制造商推薦充電電流的3 倍中較大值恒流至試驗電壓”修改為“先用最大充電電流恒流至試驗電壓，然后以該電壓值恒壓充電”；同時，試驗電壓也由原來的“以正極材料分類”修改為“以充電限制電壓分類設(shè)置”。外部短路和過充電的試驗方法修改變動較大，將影響試驗結(jié)果，建議企業(yè)關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)，及時獲取最新標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整采購和生產(chǎn)策略。

3.消費者注意使用方法

消費者在選購兒童LED 發(fā)光鞋時，本文建議相較于充電電池，更宜選擇一次性電池供電的產(chǎn)品；若可拆卸鞋墊看到電池結(jié)構(gòu)，建議優(yōu)先選擇樹脂注塑等具有一定防水隔熱結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，電池結(jié)構(gòu)表面所覆蓋的鞋墊盡可能厚。此外，所選購的產(chǎn)品上一定要有明確的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和可以承擔(dān)產(chǎn)品質(zhì)量責(zé)任的企業(yè)的聯(lián)系方式。當(dāng)然，正確使用和合理貯存也會大大降低此類鞋的風(fēng)險，如：提醒兒童不要在雨天或涉水的情況下穿著發(fā)光鞋；充電時避免過充，遠(yuǎn)離兒童；定期檢查鞋內(nèi)電池是否出現(xiàn)漏液情況；避免直接浸水清洗；長期不穿用時貯存在陰涼干燥處。