GB 31241.4-2026 电子电器用锂离子电池和电池组安全 第4部分：玩具标准立项发展报告

电子电器用锂离子电池和电池组安全第4部分：玩具标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SafetyofLithium-IonBatteriesandBatteryPacksforElectronicandElectricalAppliances—Part4:Toys摘要关键词：锂离子电池；玩具安全；国家标准；标准化；儿童防护；电池安全KeywordsLithium-ionBattery;ToySafety;NationalStandard;Standardization;ChildProtection;BatterySafety;GB31241一、引言1.1研究背景玩具是儿童成长过程中接触频率最高、使用时间最长的物品之一。近年来，随着电子技术的飞速发展，电动玩具、遥控玩具、智能教育机器人、发光发声玩具等电子电器类玩具的市场规模持续扩大。中国作为全球最大的玩具生产国和出口国，年出口额超过300亿美元，占全球玩具市场份额的70%以上。与此同时，锂离子电池凭借其能量密度高、循环寿命长、自放电率低等突出优势，已逐步取代传统的镍镉、镍氢电池，成为电子电器类玩具的主要动力源。然而，锂离子电池在带来性能革新的同时，也引入了不容忽视的安全隐患。热失控、过充、过放、外部短路、挤压、跌落等异常工况均可能导致电池起火或爆炸。对于以儿童为使用主体的玩具产品而言，电池安全要求更为严苛——儿童可能将电池放入口中、浸入水中、抛掷摔打，甚至可能拆卸电池并用金属物体短接电极。上述行为在成人产品中属于典型的滥用情形，但在玩具使用场景中却是合理的、可预见的正常使用行为。这一特殊属性决定了玩具用锂离子电池的安全标准不能简单套用通用型消费类电池标准。1.2标准立项的必要性在GB31241.4-2026发布之前，我国玩具用锂离子电池的安全管控主要依赖于以下标准：一是GB31241-2022《电子电器用锂离子电池和电池组安全》，该标准为通用型安全规范，未针对玩具使用场景的特殊性提出差异化的要求和试验方法；二是GB6675系列标准《玩具安全》，该系列标准侧重于机械物理性能、可燃性、特定元素迁移及邻苯二甲酸酯含量等传统安全指标，对内置锂离子电池的电气安全和化学安全关注不足；三是强制性产品认证（CCC认证）制度中虽已纳入部分电池产品，但针对嵌入玩具整机中的电池单体仍缺乏统一的专项技术依据。上述标准之间的衔接缝隙，客观上形成了玩具用锂离子电池安全监管的薄弱环节。在此背景下，制定一部专门针对玩具用锂离子电池和电池组的国家标准，既是完善我国电池安全标准体系的内在要求，也是回应社会关切、保障儿童人身安全的迫切需要。二、标准概述2.1标准基本信息GB31241.4-2026《电子电器用锂离子电池和电池组安全第4部分：玩具》是由国家标准化管理委员会归口管理的强制性国家标准，发布机构为国务院标准化行政主管部门。该标准于2026年3月31日正式发布，将于2027年4月1日起实施。标准目前处于"未生效"状态（即过渡期内），分类号归入"其他电池和蓄电池"类目。从标准体系定位来看，GB31241.4-2026是GB31241《电子电器用锂离子电池和电池组安全》系列标准的第4部分。该系列标准的框架结构参照了国际电工委员会IEC62133系列标准的模块化编制思路，按照产品使用领域和应用场景进行分部分编写。目前已发布或将发布的部分包括通用要求及针对便携式电子产品、电动工具、玩具等不同应用领域的分部分标准。这种"通用+专用"的标准架构既保证了基础安全要求的一致性，又兼顾了不同应用场景的特殊性。2.2标准适用范围本标准的适用范围涵盖以下三类对象：第一，供玩具使用的锂离子电池单体（电芯），包括硬壳圆柱形、硬壳方形及软包装（聚合物）三种常见结构形式；第二，由上述电池单体组成的电池组，包括含有保护电路的电池包及不含保护电路的简易电池组合；第三，作为玩具部件或附件使用的可拆卸电池和电池组，以及玩具内置的不可拆卸电池和电池组。在适用边界上，标准明确规定：对于既可作为玩具使用又可作为其他用途的电子产品，当其面向儿童销售或被合理预期由儿童使用时，应同时符合本标准及相应通用标准的要求。这一规定有效避免了因产品功能多元化而导致的标准适用争议。三、标准编制背景与产业需求分析3.1产业规模与增长趋势根据中国玩具和婴童用品协会发布的数据，2025年中国玩具行业总产值已突破4,500亿元人民币，其中电子电器类玩具占比约为35%-40%，且呈逐年上升趋势。在电子电器类玩具中，配备锂离子电池的产品比例预计已超过80%。智能早教机、编程教育机器人、遥控无人机玩具等新兴品类几乎全部依赖锂离子电池供电。从全球市场来看，根据国际市场研究机构Technavio的预测，2024年至2028年全球电动玩具市场规模将以年均6.8%的复合增长率持续扩张。联合国商品贸易统计数据库（UNComtrade）的数据显示，中国出口的电动玩具中，超过65%的产品已从传统干电池供电转向锂离子电池供电。这一结构性转变深刻反映了产业技术路线的演进方向。3.2安全事故与风险分析然而，产业高速发展的另一面是安全形势的严峻。根据国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心发布的消费品召回公告，2019年至2025年期间，我国共实施与玩具电池安全相关的召回活动超过120起，涉及产品数量逾800万件。召回的触发原因集中在以下方面：过热与起火风险：部分低质电池在过充或高倍率放电条件下发生热失控，导致玩具外壳熔化甚至引发火灾。2019年至2025年间，国内外媒体报道的由玩具锂电池引发的火灾事故中，约有30%的事故发生于儿童卧室或起居室，极易造成人员伤亡。儿童误食与化学灼伤风险：纽扣式锂电池被儿童误吞后，在食道和胃酸的共同作用下可能发生短路，释放氢氧根离子，导致严重的内部化学灼伤。美国消费品安全委员会（CPSC）的统计数据显示，每年约有3,000余例儿童因误食纽扣电池而前往急诊就诊的案例。机械滥用导致的内部短路：儿童在玩耍过程中的抛掷、踩踏、撞击等行为可能导致电池隔膜局部破损，进而引发内部短路和热失控。现有通用标准的机械试验条件主要模拟成人使用场景，未能充分覆盖儿童使用的极端情况。3.3法律法规与政策驱动2023年，国务院印发的《空气质量持续改善行动计划》及相关部门发布的《关于强化产品安全监管的指导意见》均对儿童用品的安全性能提出了更高的监管要求。2024年1月施行的《儿童玩具召回管理规定》亦明确要求对于存在安全隐患的玩具产品实施严格召回管理，并对生产者的产品安全主体责任提出了更高标准。在国际贸易层面，欧盟玩具安全指令（2009/48/EC）已于2019年将纽扣电池纳入特定安全要求，IEC62133-2:2017及后续修订版本对便携式密封电池的安全要求日趋严格。美国UL4200A-2023标准专门针对含纽扣电池或硬币电池的消费品提出了明确的性能要求。CPSC于2023年9月发布的最终规则16CFR1263进一步强化了含纽扣电池玩具的合规要求。在上述国际国内法规日趋严格的背景下，制定我国自主的玩具用锂离子电池专项安全标准，不仅有助于提升国内玩具产品的安全水平，也是打破潜在技术性贸易壁垒、增强中国玩具产业国际竞争力的战略选择。四、标准主要技术内容GB31241.4-2026在充分继承GB31241-2022通用安全要求的基础上，针对玩具应用场景的特征，系统性地建立了一套涵盖电气安全、机械安全、环境适应性、化学安全及标识与说明的完整技术指标体系。以下从五个维度概述标准的核心技术内容。4.1电气安全要求在电气安全方面，标准对电池的额定容量、充放电截止电压、最大充电电流、最大放电电流等关键电性能参数做出了明确界定，并对保护电路的功能安全提出了量化要求。在过充电保护方面，标准要求在室温条件下以推荐充电电流的1.5倍进行过充试验（持续时间覆盖完整充电周期），电池组保护电路应能可靠动作且不得发生起火、爆炸或电解液泄漏。相较于通用标准中通常规定的2倍额定电压过充条件，本标准针对玩具电池容量相对较小的特征，优化了试验参数以更好地评估实际风险。在外部短路保护方面，标准规定电池组在经受外部短路试验时，其表面温度上升不得超过某一规定的安全限值（该值依据外壳材料的耐热等级确定），且保护装置应能在规定时间内切断电路。对于无保护电路的电池芯，则要求通过设计手段确保短路时不会引发危险。4.2机械安全与环境适应性要求针对儿童使用玩具时可能施加的粗暴操作，标准的机械安全部分设计了更为严苛的试验条件。在自由跌落试验方面，标准规定电池或电池组应从1.0米高度自由跌落至混凝土表面，跌落方向覆盖6个面及关键棱角方向，共计跌落10次。该试验条件相较于通用消费类电池标准（通常为1.0米3次）频次更高，以模拟儿童反复抛掷玩具的行为特征。在挤压试验方面，标准采用液压或气动方式对电池施加压力，压缩速度设定为不超过某一标准速率，施压持续至压力达到规定最大值或电池电压降幅超过一定阈值（表明已发生内部短路）。对于玩具用电池，标准设定了更为严格的挤压压力限值，以模拟儿童用脚踩踏或重物压砸玩具时电池所承受的载荷。此外，标准还规定了振动试验（频率范围为10Hz至500Hz，涵盖儿童玩具车行驶时产生的典型振动频谱）、冲击试验（峰值加速度150g，脉冲持续时间6ms）及高低温循环试验（温度范围-20℃至+70℃，循环次数根据电池使用环境确定）等环境适应性要求。4.3儿童防护特殊要求这一部分是标准区别于通用电池安全标准的核心内容，充分体现了"以儿童为中心"的安全设计理念。小零件测试：对于可拆卸的电池或电池组，以及玩具中可触及的电池仓，标准要求电池本体及其部件（包括保护电路板、连接线等）在未借助工具的情况下，不得完全容入小零件试验筒（内径31.7mm的圆筒）。这一要求旨在防止低龄儿童将整个电池或电池部件放入口中造成窒息或误吞。可触及性要求：标准要求电池仓的设计应确保儿童在不借助工具的情况下无法打开。以螺钉或其他紧固件固定的电池仓盖板视为满足可触及性要求。但对于使用弹簧卡扣等无需工具即可开启的设计，则必须通过后续滥用试验（包括扭力试验、拉力试验、跌落试验）验证其在整个预期使用寿命内始终保持可靠的锁定功能。耐吞咽测试：针对直径不大于32mm、厚度不大于4mm的纽扣式或纽扣状锂电池，标准参照ISO/IEC相关导则设计了模拟吞咽的试验方法，评估电池在模拟胃液环境下的电压衰减行为和温升特性，并要求电池在规定时间内电压降至安全阈值以下（即"灭活"），以减轻误吞后的体内损伤风险。可预见滥用模拟试验：标准设计了儿童行为模拟试验矩阵，包括模拟儿童用金属物品（如钥匙、硬币）触碰电池正负极造成外部短路的试验、模拟儿童将电池浸入液体中的试验等，以更全面地评估儿童在非正常使用条件下的电池安全性能。4.4化学安全与有害物质限值在化学安全方面，标准除了遵循GB6675系列对重金属元素迁移量的基本要求外，还针对电池材料体系中可能引入的有毒有害物质设置了更为全面的管控要求。标准规定电池材料中铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）的含量应分别不超过规定限值（与RoHS指令限值协调一致），同时将六价铬（Cr(VI)）、多溴联苯（PBB）和多溴二苯醚（PBDE）纳入管控范围。此外，考虑到部分电解液中可能含有有机溶剂，标准还增加了对电解液泄漏后的有机蒸气释放量的评估要求，以确保即使电池外壳破裂，泄漏的电解液也不会对儿童造成急性吸入毒性危害。4.5标识、警示与说明书要求标准对电池及电池组的标识内容做出了详细规定，要求至少包含以下信息：额定电压、额定容量、型号规格、正负极性标识、制造日期或批号、制造商标识。此外，标准特别设置了针对玩具应用场景的警示语要求：-电池包或电池仓附近应标注"不得充电"或"仅限成人充电"（针对不可拆卸电池）；-可更换电池的产品应注明电池型号及正确的安装方向；-警告"废旧电池应由成人取出并妥善处置，不得投入火中"；-对于纽扣电池，应标注"注意：切勿让儿童接触纽扣电池，如误吞请立即就医"。说明书中应包含使用环境温度范围、充电时间及方法、适用的充电器规格等信息，并以通俗易懂的图文形式呈现。五、主要起草单位与技术支持5.1主要起草单位概况本标准的主要起草单位之一为中国电子技术标准化研究院（ChinaElectronicsStandardizationInstitute，简称CESI，亦称工业和信息化部电子工业标准化研究院），该院成立于1963年，是工业和信息化部直属的事业单位，也是我国电子信息领域标准化的核心研究机构。中国电子技术标准化研究院长期从事电子电池、锂离子电池、电池材料及电池应用系统等领域的标准化技术研究，是全国碱性蓄电池标准化技术委员会（SAC/TC77）的秘书处承担单位，同时也是国际电工委员会IEC/SC21A（碱性及非酸性蓄电池分技术委员会）的国内技术对口单位。该院在电池安全测试方法、电池可靠性评估、电池回收利用等方向拥有超过50年的技术积累。5.2标准化工作经验在锂离子电池安全标准化领域，中国电子技术标准化研究院作为第一起草单位，先后主持制定了GB31241-2014和GB31241-2022《电子电器用锂离子电池和电池组安全》系列核心标准，深度参与了联合国危险货物运输专家委员会（UNTDG）关于锂电池运输试验手册（UN38.3）的修订工作，并牵头制定了多项锂电池相关的国家及行业标准。研究院拥有国内领先的电池安全检测实验室，配备有高精度充放电设备、环境试验箱、热失控测试系统及大型冲击振动试验系统等设施。实验室已获得中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认可及中国计量认证（CMA）资质，可依据IEC62133、UN38.3、GB31241等标准开展全项检测。5.3标准编制的组织保障为保障GB31241.4-2026的编制质量，中国电子技术标准化研究院联合国内主要玩具企业、电池制造企业、检测认证机构及高校科研院所组建了标准起草工作组。工作组在标准制定过程中召开了多轮研讨会和专家审查会，广泛征求了监管部门、行业协会、生产企业及消费者代表的意见建议。特别是在儿童防护特殊要求的设定上，起草组专门开展了儿童行为学文献调研和典型滥用场景分析，确保标准条款具有充分的科学依据和可操作性。六、标准实施意义与预期影响6.1完善标准体系，填补安全监管空白GB31241.4-2026的发布填补了我国玩具领域锂离子电池专项安全标准的空白，使玩具用电池安全管理从依赖通用标准向"通用+专用"双重约束转变。该标准与GB31241-2022、GB6675系列标准共同构建起覆盖电池本身安全、玩具整机安全以及儿童使用安全