鋰離子電池以其高比能量、較高的工作電壓、體積小、重量輕等優點已成為移動通訊、筆記本電腦等便攜式電子產品的主要電源之一。然而，鋰離子電池在充放電(dian)(dian)(dian)過(guo)(guo)程中由于使(shi)用不當，會出現鼓脹燃燒或爆(bao)炸(zha)的危險；特別是在濫(lan)用條件下（如受熱、過(guo)(guo)充、短(duan)路、振動、擠(ji)壓等），電(dian)(dian)(dian)池(chi)會出現燃燒、爆(bao)炸(zha)乃(nai)至人員受傷等情況。因此，研究鋰離子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的爆(bao)炸(zha)機理對(dui)提高鋰離子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的安(an)全性有重要的意義。

鋰(li)離子電池燃燒或爆(bao)炸的可能性主要(yao)如(ru)下(xia)：

一(yi)、當鋰離子電池(chi)受熱時(shi)，電池(chi)內部的反(fan)應(ying)如一(yi)個反(fan)應(ying)鏈，各個反(fan)應(ying)相互(hu) 促進，依次(ci)進行。首先是(shi)SEI膜分(fen)(fen)解(jie)放(fang)(fang)出(chu)(chu)熱量加熱了電池(chi)，促使(shi)負極(ji)(ji)與溶(rong)劑的反(fan)應(ying)放(fang)(fang)出(chu)(chu)更多的熱量，導致(zhi)負極(ji)(ji)與粘結劑的反(fan)應(ying)、溶(rong)劑分(fen)(fen) 解(jie)，接(jie)接(jie)著(zhu)正(zheng)極(ji)(ji)開始進行熱分(fen)(fen)解(jie)反(fan)應(ying)，放(fang)(fang)出(chu)(chu)大量的熱與氣體，最后導 致(zhi)電池(chi)燃燒或(huo)爆炸(zha)。

二、在鋰(li)(li)(li)離(li)子電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)初期，電(dian)流通過電(dian)池(chi)時一部分電(dian)能轉化(hua)為熱(re)(re)能，歐姆極(ji)化(hua)也(ye)產生(sheng)一部分熱(re)(re)量(liang)(liang)，但電(dian)池(chi)表面溫度上升的(de)(de)(de)很慢；當電(dian)池(chi)達到 全充(chong)滿狀態(tai)時，由鋰(li)(li)(li)離(li)子繼續的(de)(de)(de)嵌入反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)變成鋰(li)(li)(li)金屬(shu)在負極(ji)表面的(de)(de)(de)沉積，溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)被氧化(hua)（由過充(chong)引起的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)氧化(hua)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)放(fang)出的(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)(liang)遠遠高于可逆狀態(tai)下鋰(li)(li)(li)離(li)子與溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)放(fang)出的(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)(liang)）放(fang)出的(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)(liang)加熱(re)(re)了電(dian)池(chi)；隨(sui)(sui)著電(dian)池(chi)溫度升高，金屬(shu)鋰(li)(li)(li)與溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)、嵌鋰(li)(li)(li)碳與溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)相繼發 生(sheng)，熱(re)(re)量(liang)(liang)失(shi)控，同時伴隨(sui)(sui)發生(sheng)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)分解(jie)、粘結(jie)劑(ji)(ji)與鋰(li)(li)(li)金屬(shu)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)。

三、短路、針刺(ci)和撞擊(ji)對鋰離(li)子電(dian)池(chi)(chi)造成(cheng)的(de)危(wei)害大(da)致(zhi)相同。短路時，電(dian)流(liu)通(tong)過電(dian)池(chi)(chi)的(de)瞬間產生大(da)量(liang)的(de)熱(re)，加(jia)熱(re)電(dian)池(chi)(chi)，使(shi)電(dian)池(chi)(chi)溫(wen)(wen)度(du)升高到(dao)(dao)正極分(fen)解的(de)溫(wen)(wen)度(du)，正極熱(re)分(fen)解又(you)導(dao)致(zhi)電(dian)池(chi)(chi)熱(re)量(liang)失控(kong)；針刺(ci)速度(du)很快時，在針刺(ci)的(de)部位造成(cheng)局部短路并(bing)產生大(da)量(liang)的(de)熱(re)，使(shi)電(dian)池(chi)(chi)內部溫(wen)(wen)度(du)升高到(dao)(dao)正極熱(re)分(fen)解的(de)溫(wen)(wen)度(du)；當(dang)鋰離(li)子電(dian)池(chi)(chi)受到(dao)(dao)撞擊(ji)時，電(dian)極上過電(dian)壓(ya)損失產生熱(re)量(liang)，促使(shi)溶劑與負極的(de)反應(ying)，放出(chu)的(de)熱(re)量(liang)又(you)進一步加(jia)熱(re)電(dian)池(chi)(chi)，促使(shi)正極熱(re)分(fen)解反應(ying)發生，導(dao)致(zhi)熱(re)量(liang)的(de)失控(kong) 。

四(si)、鋰離子電池的(de)設計

a正(zheng)負極容量比：電池在使用的(de)過程(cheng)中，在不同程(cheng)度(du)都(dou)會有(you)所破壞，那(nei)就要求負極的(de)嵌(qian)鋰空間(jian)至(zhi)始(shi)至(zhi)終(zhong)都(dou)要比正(zheng)極的(de)脫嵌(qian)的(de)鋰離子空間(jian)大(da)。如(ru)在設計時，沒有(you)考慮(lv)負極余量的(de)大(da)小，會造成析鋰，刺穿隔膜，造成短路。

b尺寸(cun)：電(dian)池的隔(ge)膜收縮(suo)與極(ji)片的寬(kuan)度，當隔(ge)膜收縮(suo)過(guo)大，極(ji)片會引起短路。

c放(fang)(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)：在設計(ji)時根據產(chan)品的使用放(fang)(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)來設計(ji)極(ji)片的面密度壓實(shi)極(ji)耳(er)類型等。當面密度過大(da)，壓實(shi)過高，極(ji)耳(er)截面較小(xiao)時，大(da)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)放(fang)(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)，會(hui)產(chan)生析鋰，產(chan)生大(da)量的熱造成電(dian)(dian)(dian)池爆炸。

d防爆結構：當電池內壓(ya)達到一定的壓(ya)力時，進行(xing)排(pai)氣減壓(ya)的功能防止電池殼體(ti)爆炸。目前采用的有(you)刻(ke)痕防爆，排(pai)氣閥部件。

e保護系統(tong)：對電池進行(xing)保護過充過放過流短路。