鋰離子電池的安全性問題，不僅與池材料本身性質(zhì)有關(guān)，而且與電池制備技術(shù)和使用有關(guān)。手機(jī)電池頻頻發(fā)生爆炸事件，一方面是由于保護(hù)電路失效，但更重要的是在于材料方面并沒有根本的解決問題。

鈷酸鋰正極活性材料在小電芯方面是很成熟的體系，但是充滿電后，仍舊有大量的鋰離子留在正極，當(dāng)過充時(shí)，殘留在正極的鋰離子將會(huì)涌向負(fù)極，在負(fù)極上形成枝晶是采用鈷酸鋰材料的電池過充時(shí)必然的結(jié)果，甚至在正常充放電過程中，也有可能會(huì)有多余的鋰離子游離到負(fù)極形成枝晶，鈷酸鋰材料的理論比能量是超過每克270毫安時(shí)的，但為保證其循環(huán)性能，實(shí)際使用容量只有理論容量的一半。在使用過程中，由于某種原因（如管理系統(tǒng)損壞）而導(dǎo)致電池充電電壓過高，正極中剩余的一部分鋰就會(huì)脫出，經(jīng)電解液到負(fù)極表面以金屬鋰的形式沉積形成枝晶。枝晶刺穿隔膜，形成內(nèi)部短路。

電解液的主要成分為碳酸酯，閃點(diǎn)很低，沸點(diǎn)也較低，在一定條件下會(huì)燃燒甚至爆炸。如電池出現(xiàn)過熱，會(huì)導(dǎo)致電解液中的碳酸酯被氧化和還原，產(chǎn)生大量氣體和更多的熱，如缺少安全閥或者氣體來(lái)不及通過安全閥釋放，電池內(nèi)壓便會(huì)急劇上升而引起爆炸。

聚合物電解質(zhì)鋰離子電池并沒有從根本上解決安全性問題，同樣使用鈷酸鋰和有機(jī)電解液，而且電解液為膠狀，不易泄漏，將會(huì)發(fā)生更猛烈的燃燒，燃燒是聚合物電池安全性最大的問題。

在使用方面也存在一些問題，電池發(fā)生外部短路或內(nèi)部短路將產(chǎn)生幾百安培的過大電流。外部短路時(shí)電池瞬間大電流放電，在內(nèi)阻上消耗大量能量，產(chǎn)生巨大熱量。內(nèi)部短路形成大電流，溫度上升導(dǎo)致隔膜熔化，短路面積擴(kuò)大，進(jìn)而形成惡性循環(huán)。

鋰離子電池為達(dá)到單只電芯 3～4.2V的高工作電壓，必須采取分解電壓大于2V的有機(jī)電解液，而采用有機(jī)電解液在大電流、高溫的條件下會(huì)被電解，電解產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致內(nèi)部壓力升高，嚴(yán)重會(huì)沖破殼體。

過充可能會(huì)析出金屬鋰，在殼體破裂的情況下，與空氣直接接觸，導(dǎo)致燃燒，同時(shí)引燃電解液，發(fā)生強(qiáng)烈火焰，氣體急速膨脹，發(fā)生爆炸。

另外，對(duì)于手機(jī)鋰離子電池，由于使用不當(dāng)，如擠壓、沖擊和進(jìn)水等導(dǎo)致電池膨脹、變形和開裂等，這些都會(huì)導(dǎo)致電池短路，在放電或充電過程放熱引起爆炸。

對(duì)各組成部份物質(zhì)的要求

＜一＞ 對(duì)正負(fù)極物質(zhì)的要求

1、 正極電位超正，負(fù)極電位越負(fù)

2、 活性要高（反應(yīng)快，得勝率高）

3、 活性物質(zhì)在電解液中要穩(wěn)定，自溶速度要小

4、 活性物質(zhì)要有良好的導(dǎo)電性能，電阻小

5、 便于生產(chǎn)，資源豐富

＜二＞ 對(duì)電解液的要求

1、 電導(dǎo)率高，擴(kuò)散效率好，粘度低

2、 化學(xué)成份穩(wěn)定，揮發(fā)性小，易貯存

3、 正負(fù)極活性物質(zhì)在電液中能長(zhǎng)期保持穩(wěn)定

4、 便于使用

＜三＞ 對(duì)隔膜要求

1、 有良好的穩(wěn)定性

2、 具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和抗彎曲能力，有抗拒枝晶穿透能力

3、 便于使用

4、 吸水性良好，孔徑、孔率符合要求

＜四＞ 對(duì)外殼要求

1、有較高的機(jī)械強(qiáng)度，承受一般的沖擊

2、具有耐工藝腐蝕的能力

問題

1、為什么會(huì)出現(xiàn)電池零電壓（低電壓）？及其處理方法？

1）電池有無(wú)遭受外部短路或過放、反充（將電池正負(fù)極或充電器正負(fù)極反接，電池充電時(shí)相當(dāng)于強(qiáng)制過放）；用電器電路是否正常；點(diǎn)焊品電池是否有燒焦的痕跡。

2）電池有無(wú)受高倍率大電流連續(xù)過充，導(dǎo)致電池機(jī)芯膨脹，內(nèi)部正負(fù)極直接接觸短路。

處理方法:

1）了解客戶電池的具體使用情況；

2） 取同型號(hào)電池充電后接入用電器，判斷用電器是否正常；

3）將電池以1C電流充電30分鐘，開路放置10分鐘左右，如電池的開路電壓穩(wěn)定在電池的正常電壓范圍內(nèi)，則電池可基本恢復(fù)正常。如電池已受破壞，則電壓無(wú)法恢復(fù)；如電池未使用便出現(xiàn)此現(xiàn)象后，用1C充電電壓無(wú)法恢復(fù)，則需專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)一步分析。

4）可建議客戶選用帶保險(xiǎn)管、溫度開關(guān)等保護(hù)類電子元件或集成電路的電池（在過電流充放及短路、過充、過放、反充情況下斷開電路，從而保護(hù)電池不受破壞）。

5）建議客戶注意點(diǎn)焊電流和焊針間的距離。

2、電池/電池組充不進(jìn)電有哪些情況？

1）  檢查電池或電池組是否是零電壓、高內(nèi)阻電池；

2）  檢查電池組的連接及電子元件、保護(hù)電路有無(wú)異常；

3）  檢查充電設(shè)備或充電電路在充電狀態(tài)下有無(wú)充電電壓/電流輸出；

4）  環(huán)境溫度是否過高導(dǎo)致充電效率低（最佳溫度應(yīng)不超過40℃）；

處理方法：

1）  了解客戶對(duì)電池的具體使用情況及使用條件；

2）  取同型號(hào)電池與萬(wàn)用表（電流檔）串入電路充電，根據(jù)充電電流數(shù)值判斷充電設(shè)備是否正常。

3）  重復(fù)單體電池零電壓步驟分析、處理；

4）  建議客戶選用穩(wěn)定性能較好的充電設(shè)備或充電電路；

3、電池/電池組放不出電有哪些情況？

現(xiàn)象：充電后,裝入設(shè)備中,設(shè)備不能工作,電池組的開路電壓不變化或變化不大

1）  檢查電池/電池組是否零電壓，高內(nèi)阻電池；

2）  電池組內(nèi)接電子元件、保護(hù)電路有無(wú)損壞；

3）  檢查設(shè)備放電電路是否正常。

處理方法：

1）  用充滿電的同型號(hào)電池/電池組接入設(shè)備，設(shè)備是否工作正常；

2）  使用萬(wàn)用表檢測(cè)電池內(nèi)接電子元件、保護(hù)電路是否正常。

3）  重復(fù)單體電池零電壓步驟分析、處理；

4）  如屬用電器放電電路異常，建議客戶及時(shí)修理、更換用電器；

5）  如客戶沒有對(duì)電池組自行改裝，則需專門的技術(shù)人員作進(jìn)一步的分析。

4、有哪些原因可能導(dǎo)致電池的使用壽命縮短？

1）客戶的充電器或充電電路是否與電池匹配、輸出電壓/電流是否穩(wěn)定；

2）是否按SPEC要求使用電池/電池組（如：電池的使用和儲(chǔ)存的環(huán)境等）；

3）客戶所用電池品種是否與客戶設(shè)備要求相一致。

4）有無(wú)連續(xù)過充或過放電池/電池組；

處理方法：

1）  了解電池具體使用情況；

2）  查看充電器鉻牌標(biāo)稱額定電流及電壓；

3）  用萬(wàn)用表與電池串入電路充電，檢測(cè)充電電流是否過大。

4）  建議使用與電池 /電池組匹配及更穩(wěn)定的充電器或充電電路已及與設(shè)備相匹配的電池；

5）  建議客戶按要求使用電池/電池組，盡量避免過充、反充或過放；

5、什么是過充？過充會(huì)帶來(lái)哪些不良后果？怎樣避免？

• 理論上，Li-ion電池在一定倍率的恒流恒壓下充電，當(dāng)充電轉(zhuǎn)換為恒壓4.2V充電后，充電電路中電流為0.01C時(shí)，恒壓充電的狀態(tài)仍在進(jìn)行，即被視為過充。

• 過充可能導(dǎo)致漏液、變形、起火、在恒壓失效后隨著充電的加深電壓達(dá)到一定程度(一般限值為6.0V)會(huì)引起爆炸，是損害電池性能的主要原因之一。

• 在電池外部加PCB板保護(hù)，或在充電器中設(shè)置保護(hù)線路和/或時(shí)限裝置（即充電限2.5小時(shí)）來(lái)防止電池過充可以達(dá)到防止和保護(hù)的作用。

6、什么是過放？過放會(huì)帶來(lái)哪些不良后果？怎樣避免？

• 電池在一定倍率下恒流放電，當(dāng)電池電壓達(dá)到2.75V時(shí)，放電狀態(tài)仍在繼續(xù)，即為過放。

• 過放可能導(dǎo)致漏液、零電壓以及負(fù)電壓，是損害電池性能的主要原因之一。

• 在電池外部加PCB板或在充電器中設(shè)計(jì)保護(hù)線路和/或時(shí)限裝置來(lái)防止過放。

7、電池在什么樣的情況下會(huì)發(fā)生爆炸？如何預(yù)防？

電池爆炸有以下幾種原因：

1）  外部短路超過電池的承受限度；

2）  過充電。充電電壓超過限定值（一般不超過6V）；

3）  線路板失效；

4）  溫度過高（超過150℃）；

8、造成電池短路有哪些因素？會(huì)造成什么樣的后果？

1）  外部導(dǎo)體直接連接電池的正負(fù)極；

2）  組裝時(shí)電池外部沖擊力導(dǎo)致內(nèi)部（微）短路；

3）  內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在不良（如極粉刺刺破隔膜后正負(fù)極相接）

如果電池外部接觸到任何金屬導(dǎo)體都有可能導(dǎo)致外部短路。Li-ion電池外部短路時(shí)可能導(dǎo)致外殼變形、漏液、起火，甚至爆炸。因?yàn)閮?nèi)部電解液溫度上升，從而引起內(nèi)部氣壓上升，內(nèi)壓升高會(huì)沖破電池的安全閥，如果安全閥失效就會(huì)導(dǎo)致爆炸。