金吉琼，陈 超，胡佳倩，戚瑞隽，刘 鸿，郑赛晶

1. 上海牡丹香精香料有限公司技术中心，上海市浦东新区孙桥路1067 号 201210

2. 上海烟草集团有限责任公司技术中心，上海市杨浦区长阳路717 号 200082

3. 上海新型烟草制品研究院，上海市虹口区大连路789 号 200082

电子烟是新型烟草制品的主流产品，自2010年以来，其市场规模和销量迅速扩张［1-3］。欧睿数据显示，2019 年，全球新型烟草制品（包括电子烟和加热卷烟，含中国）销售额估算为365.9 亿美元，较上年同比增长20%以上。其中，电子烟销售额相比上年增长约25%［4］。目前市场中各类电子烟产品的类型规格、配件性能和烟液成分及其含量各异［5-6］，国内尚未制定相关法律法规对其生产工艺、产品规格、烟液配方和使用安全性等方面实施有效监管并建立统一审核标准。研究人员多侧重于电子烟的安全性研究，而基于国内电子烟市场，立足于产品本身的属性特征研究鲜有报道。因此，基于国内电子烟市场中65 个市售品牌共130款电子烟产品信息，剖析市售电子烟的产品类型、机身材质、产品电池、外观规格和烟液共5 类产品属性特征，从而为了解国内电子烟市场发展动态和产品研发提供参考。

1 研究方法

1.1 数据样本获取

采用爬虫工具获取2019 年1 月至10 月期间，国内电商平台和网络社交媒体平台中涉及的65个市售品牌共计130 款电子烟的产品信息，包括产品类型、机身材质、电池性能（电池容量和最大功率）、产品外观规格（形状、颜色、外形参数和烟仓体积）及烟液（烟液口味和1，2-丙二醇/丙三醇含量配比）共5 类产品属性参数。表1 为采集的部分电子烟产品及其相关产品属性参数数据。

表1 部分电子烟产品及相关产品参数Tab.1 E-cigarettes and related product parameters

1.2 数据处理

采用Python 编程语言基于数据处理库Numpy和Pandas，图像处理库Matplotlib 和Seaborn 对电子烟产品数据进行整合处理、统计分析及绘制图表。

2 结果与讨论

2.1 产品类型

根据电子烟的产品外形、电池功率和烟液雾化量可将电子烟产品分为低功率型（外形体积小、雾化量低、最大输出功率一般低于25 W）和高功率型（外形体积大、雾化量高、最大输出功率一般高于25 W）两类，如图1 所示。此外，根据电子烟配置的烟弹类型，也可将电子烟产品分为烟油预填式和可填式两类，其中预填式电子烟由厂商提供预先已填充烟油并封装的烟弹，根据烟弹与烟支设备是否可更替又可将预填式电子烟分为一次性和换弹式两类。烟油可填式电子烟需消费者手动添加烟液，产品使用操作相对复杂。低功率型和高功率型电子烟在调研的市售产品中占比及各类型电子烟配置的烟弹类型比例如图2 所示。

由图2 可知，调研的130 款电子烟产品中，高功率型和低功率型电子烟产品在市场中占比依次为34.1%和65.9%，表明相较于高功率产品，低功率电子烟的市场占有率更具优势，国内市场中消费者可能以购买低功率型产品为主。

同时，图2 内圈数据表明，高功率产品主要配以换弹式和填充式两类烟弹。由于高功率电子烟电池功率较高，耗油量较快，因此多数产品以消费者手动注油方式添加烟液。低功率产品的烟弹配置相对灵活，但市场中以换弹式低功率产品为主。基于调研结果可知，以烟弹类型分类市售电子烟产品，主要为一次性、填充式和换弹式3 类产品，对应市场份额分别为12.2%、50.4%和37.4%。

2.2 机身材质

国内130款电子烟产品中，厂商标识的机身材质可分为树脂和金属两类，分别为ABS（Acrylonitrile Butadiene Styrene，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PC（Polycarbonate，聚碳酸酯）、PCTG（glycol-modified Polycyclohexylenedimethylene terephthalate copolymer，对苯二甲酸乙二醇-1，4-环己烷二甲醇酯共聚物）、树脂（未标注具体树脂材质）、不锈钢合金、锌合金、铝合金、镁铝合金、铜锌合金、镍合金、合金碳纤维以及合金（未标注具体合金材质）共12种材质。各类机身材料在电子烟产品中使用频次见图3。使用不同机身材质的高低功率型电子烟产品数量统计见图4。

由图3 可知，树脂和金属类机身材质产品在市场中占比分别为50.76%和49.24%。其中，ABS 和PC 两类高分子聚合材料是使用最广泛的树脂原料，占市场产品总数的35.3%，而不锈钢、锌和铝合金是金属类机身材质的主要原材料。相比于金属材料，树脂类原材料加工成本和原料成本相对较低，材料密度低、易加工塑形，成型产品轻便易携带，该类产品质量范围集中于30 ～150 g。而金属类材料机械强度高、密度大且化学反应活性低，成型产品质量范围集中于60 ～320 g，但产品耐油、耐腐蚀、耐高温、安全性高。

基于机身材料的物化属性特征，不同产品类型电子烟对机身材质的选择具有明显导向性。由图4 可知，树脂和金属两类材料在高功率型电子烟机身材质中占比分别为12.2%和87.8%，表明在该类型电子烟的产品设计过程中，考虑其烟弹储液量多、电池功率高和烟液雾化量大等因素，更倾向于选择物化性能及可靠性更具优势的金属材料为机身材质。而低功率型电子烟为突出产品轻便、易携带性及外观设计新颖等特点，树脂和金属类材料分别占比67.5%和32.5%，多数产品选择加工性更强且更轻质的树脂类材料为主体机身材质。

2.3 电池电量和功率

电子烟电池是产品重要部件之一，电池最大输出功率与电池容量也是电子烟产品的重要参数。电池最大输出功率越大，电热丝加热烟液可达到的最高温度越高，烟液雾化效率也随之提升；电池容量越大，电子烟连续抽吸的口数越多。因此，电池容量和工作输出功率将直接影响消费者抽吸电子烟的感官刺激性和产品的烟碱释放量［7-8］。市售75 款电子烟电池电量及工作功率如图5 所示。

由图5 可知，市售电子烟产品电池容量范围为140 ～4200 mAh，功率范围为4.2 ～240 W，电子烟电池电量和最大输出功率间呈较强正相关性，不同类型电子烟的电池性能聚类现象明显，高功率产品电池电量及最大输出功率显著高于低功率产品，且离散度较大。高功率产品电池容量和最大输出功率分布范围为450 ～4 200 mAh 和25 ～240 W，主要采用型号为18 650（电池尺寸为φ18 mm×65 mm）和21 700（电池尺寸为21 mm×70 mm）等单体容量为1 500 ～3 100 mAh 的圆柱形能量密度较高的锂电池；而低功率产品电池容量和最大输出功率分布范围则为140 ～950 mAh 和4.2～26 W，通常配置型号为75 400（电池尺寸为φ7.5 mm × 40 mm）和8 01 437（电池尺寸为80 mm ×14 mm×37 mm）等电池容量范围在150 ～350 mAh的扁条形内置式锂电池。

2.4 产品外观及规格

目前市售电子烟产品外形主要为扁烟式、烟支式、箱体式和鹅卵式4 种，如图6 所示。4 种外形电子烟产品在国内市场中占比分别为43.3%、23.6%、29.9%和3.1%。扁烟式、箱体式和烟支式电子烟是市场中3 类主流产品。其中，扁烟式电子烟市场占比最高，达43.3%，其条状设计时尚简洁、轻便小巧，产品多以烟碱盐为烟液原料以提升消费者感官舒适度，目前已成为市场中的主导产品。箱体式电子烟由于机身体积较大、产品功能性较强及产品定价较高等因素，使其应用场景和消费群体具有一定限制性和目标性。烟支式电子烟因其外形与传统卷烟相似而被消费者广泛接受。

电子烟配置的预填式和可填式两类烟弹所对应的一次性、换弹式和填充式3 类电子烟，因其抽吸口数、电池功率和产品功能定位不同，产品设计的烟仓容量也呈现明显差异性。由图7 可知，所有一次性电子烟产品的烟仓体积均在1.0～2.0 mL之间，由于该类产品本身外观形状小巧、电池功率和烟液雾化效率偏低，因此产品烟液添加量较小，一般可提供约200 口抽吸量。换弹式电子烟的烟弹储油量主要集中于1.0～3.0 mL 之间，其中，1.0～2.0 mL 和2.1～3.0 mL 的烟弹占比分别为50.0%和28.6%，产品抽吸口数稍高于一次性电子烟，通常约为300 口。而填充式电子烟的烟弹储油量明显增加，48.2%的烟仓体积介于3.1～7.0 mL之间，大体积储油仓可满足较高电池功率和烟液雾化效率的产品特性要求，从而提升抽吸感官体验的满足度。

130 款市售产品的主体配色分别为黑、蓝、红、银灰、白、绿、粉、紫、炫彩涂鸦、金、黄、棕和橙色共有13 类，各类颜色在所调研的产品中的使用频次如图8 所示。

由图8 可知，黑、蓝、红、银灰和白色5 类颜色是目前市场中电子烟产品的主流色系。由于电子烟产品的目标消费群体主要以男性为主，黑、蓝和银灰色等暗色系仍是电子烟产品的主要配色选择，暗色系电子烟产品市场份额约为55.7%。

剖析48 款厂商提供明确规格参数（长度、宽度和高度）的产品特征分布，其中28 款产品为低功率电子烟，20 款为高功率产品，如图9 所示。

由图9 可知，低功率和高功率型产品高度范围基本一致，两类产品高度均集中于80 ～140 mm，中心值约为100 mm。但高功率产品长度和宽度均普遍高于低功率型产品，其长度和宽度分别集中于25 ～50 mm 和15 ～30 mm，而低功率产品则集中于10 ～30 mm 和5 ～20 mm，表明两类电子烟产品的尺寸规格存在明显差异。

2.5 烟液口味和成分配比

130 款调研电子烟产品的烟液口味共53 种，总体可分为7 类，分别为烟草系列（烟草、烤烟、雪茄、水烟、黄鹤楼、芙蓉王、玉溪、云烟、中华、苏烟、利群、万宝路和百乐门等国内外传统卷烟品牌口味）、薄荷系列、水果系列（包括百香果、菠萝、草莓、橙子、蜂蜜、柑橘、浆果、黑加仑、黄瓜、蓝莓、荔枝、芒果、蜜瓜、柠檬、苹果、葡萄、青瓜、青柠、蓝莓、水蜜桃、西瓜、香蕉、椰子和柚子等）、甜品系列（绿豆、奶油、巧克力、可可、坚果和棒棒糖等）、花香系列（玫瑰、茉莉和薰衣草）、茶饮系列（红茶、红牛、咖啡、可乐、绿茶、麦片、奶茶、抹茶、乌龙茶和汽水等）和酒类系列（红酒、梅酒和朗姆酒等）。各类烟液口味在市场产品中出现的频次如图10 所示。

由图10 可知，水果、烟草和薄荷系列烟液是市售电子烟烟液占比前三位的口味，市场中近87%的烟液产品包含该3 种系列口味，表明消费者对该3 类烟液具有一定购买偏好。

电子烟烟液中1,2-丙二醇、丙三醇和水混合形成的雾化剂约占比90%，烟碱一般为0 ～3%［9］。由于1,2-丙二醇和丙三醇是电子烟加热过程中产生羰基类化合物的主要物质［10-11］，且两化合物配比是影响电子烟烟液雾化效率的主要因素之一［12］，因此，1,2-丙二醇和丙三醇是电子烟烟液中的重点关注物。市售130 款电子烟烟液中1,2-丙二醇和丙三醇比例分布如图11 所示。由图11 可知，电子烟烟液中1,2-丙二醇和丙三醇比例（质量比）主要为50∶50、40∶60、30∶70 和70∶30 4 种，且48.9%电子烟烟液产品中1,2-丙二醇和丙三醇比例（质量比）接近1∶1。由于1,2-丙二醇沸点温度（188 ℃）低于丙三醇（290 ℃），且相同温度下，丙三醇黏度远高于1,2-丙二醇和水，导致其在雾化芯中流动性较差，雾化能力低于1,2-丙二醇。因此，高功率电子烟产品烟液中丙三醇含量相对低于低功率电子烟烟液。

3 结论

通过收集国内电商网站和网络社交平台中所涉及的各类电子烟产品信息数据，分析了国内65 个市售电子烟品牌共130 款电子烟的产品类型、机身材质、产品电池、外观规格和烟液口味共5 类产品属性的特征分布。结果表明：①电子烟产品类型可分为低功率和高功率两类，两类产品市场占比分别为65.9%和34.1%，低功率产品市场优势明显。低功率电子烟主要配置换弹式烟弹，高功率电子烟则以配置注油式烟弹为主；②电子烟机身材料主要为金属和树脂两类，树脂材料以ABS 和PC 为主，金属材料以不锈钢合金为主。基于两类材料的物化特性，不同类型电子烟对机身材质的选用有明显导向性；③不同类型电子烟的电池性能和外观规格呈明显聚类特征；④市售电子烟产品主流配色以黑、蓝和银灰色等暗色系为主，约55.7%市售电子烟产品主色调为暗色系；⑤电子烟烟液口味主要为烟草、薄荷、水果、甜品、花香、茶饮和酒类6 种系列。近87%的烟液产品包含烟草、薄荷和水果3 种系列口味。48.9%的电子烟烟液中1,2-丙二醇和丙三醇配比（质量比）接近1∶1。