鋰電池由正極材料、負極材料、電解液和隔膜組成。正常充電時，鋰離子電解液進入負極材料，負極一側的鋰離子通過膜進入正極一側的電解液，負極材料上的金屬鋰變成鋰離子進入電解液。但在正常使用的情況下,一旦陰極材料的穩(wěn)定性稍差,很容易釋放氧氣,和電解質的碳酸鹽反應,釋放大量的熱量和氣體,金屬鋰陰極材料和活躍,和氧氣接觸會立即燃燒,點燃電解質,隔膜,etc.Especially鋁殼鋰離子電池,因為殼有一定的強度,所以大量的熱和氣體內(nèi)部尖銳,導致了爆炸。

 

　　以前，大多數(shù)人都認為鋰離子電池比液體電解質更安全，因為電解質是膠體、半固態(tài)的，燃點更高，而聚合物電池可以采用軟包裝，可以提前突破外殼，防止氣體和熱量積聚過多。但今年涉及聚合物電池的安全事件顛覆了這種看法。聚合物電池還采用正極材料，有隔膜和有機電解質，而且電解質是膠體的，不太容易泄漏，會發(fā)生更劇烈的燃燒。燃燒也是聚合物電池最大的安全問題。

 

　　由此可見，安全性是鋰離子電池的基本特性。只有通過更安全的電池材料、防爆閥、保護電路等技術手段，以及提高生長過程中的質量控制水平，才能最大程度地降低安全事故發(fā)生的概率。特別是保護電路，在過充、過熱或短路的情況下能迅速切斷電流，對保護電池的安全非常重要。

 

　　對于鋰電池來說，目前安全問題比較突出或迫在眉睫的是電池組。一方面，電池組造成的安全事故發(fā)生的頻率遠遠高于單電池。僅2013年，因電池組引起的火災、操作故障等電動汽車安全事故就有10多起，而因電池組引起的電動自行車安全事故已報道數(shù)百起。更重要的原因是，電池組所造成的安全事故和影響遠遠超過單個電池。例如，一架波音客機的鋰離子電池組發(fā)生火災，不僅影響了波音的信譽，而且?guī)缀鯇е落囯x子電池從飛機市場上撤出。電池安全性也是電動汽車市場發(fā)展緩慢的一個重要因素。

 

　　鋰離子電池組的結構基本相似，通過電源管理系統(tǒng)將多節(jié)單體電池串并聯(lián)連接起來，實現(xiàn)穩(wěn)定的電壓和能量輸出/輸入。鋰離子電池組的安全問題不僅是單體電池本身造成的，還與電池組的容量和大小有關。大容量電池釋放出大量的熱量，大部分的電池組是比較難以加熱的，熱量更有可能積累，導致熱失控。筆記本電腦用的六芯鋰離子電池重約400克，電動自行車用的鋰離子電池組重約4公斤，電動汽車用的更大的電池，比如特斯拉模型原型中使用的更大的鋰離子電池組，更容易發(fā)生安全事故。

 

　　如果不考慮單個電池的安全系數(shù)，只要每個電池散熱良好，保護電路及時有效，就可以防止鋰離子電池組的安全問題。在實踐中，這是很難實現(xiàn)的，因為電池組是小空間內(nèi)的少量單個電池，很難保證每個電池都能很好地加熱。同時，由于每個電池所處的環(huán)境不同，其發(fā)熱情況也不同。這大大增加了電池管理的難度，給電池管理系統(tǒng)帶來了很大的不確定性。一旦電源管理系統(tǒng)不能正常工作，發(fā)生電池組安全事故的可能性非常高。

 

　　至于筆記本電池，由于單體電池數(shù)量較少，電池環(huán)境變化相對較小，管理難度較低，特別是隨著單體電池安全性的提高和電池管理技術的進步，基本不存在安全事故。而電動自行車和電動汽車的電池，單節(jié)電池的數(shù)量從幾十個到幾千個不等。每個電池的環(huán)境變化都比較小，很難管理。沒有極其先進的電池管理系統(tǒng)，很難保證不發(fā)生安全事故。事實也證明了這一點，電力鋰離子電池引起的安全事故無處不在。電動自行車火災在中國頻繁發(fā)生，幾乎所有品牌，包括通用、卡瑪、日產(chǎn)和比亞迪，都經(jīng)歷過由電池組引起的安全事故，特斯拉除外。特斯拉的電池組使用了超過6000個電池，遠遠超過其他任何電動汽車制造商，但由于其強大的電池管理系統(tǒng)，特斯拉從未發(fā)生過一次由電池組引起的安全事故。