什么情况下会导致锂电池爆炸？

日常生活中，锂电池几乎随处可见，已经成为了人们不可或缺的一部分。经常看到一些锂电池引起的各种安全事故，给人印象最深刻的莫过于锂电池产生的爆炸、起火等现象，其实锂电池的制作过程，及各材料的配比和电池的使用，都有可能引起锂电池爆炸隐患。

1、锂电池的使用：

a过充电：当电压超过4.2V以上时，电解液分解，产生大量气体，电池内压升高，过充负极表面析锂，电洒爆炸。

b高温环境：高温环境使用电池胀气，电解液分解。

c保护系统失效外线路短路：用户在使用时，外线路短路，造成电池爆炸。

d机械性的：刺穿碰撞造成电池短路爆炸。

2、刺穿同样很危险。

相比短路及过充来说，将锂电池刺穿同样是一个非常不明智的做法。如果锂电池被任何硬物刺穿，其内部的锂离子会直接与空气中的氧产生化学反应，同样会出现剧烈燃烧的现象。对于锂电池本身或者其他内部含有锂电池的电子产品来说，通常我们都会看到醒目的垃圾桶标志。如果随意丢弃锂电池不仅会造成环境的污染，而且在垃圾处理过程中也比较容易发生火灾等情况。

3、避免高温及火烤高温或者火烧同样会导致锂电池的爆炸和燃烧的现象出现。

尤其在炎热的夏季或者长时间暴晒的车内，都会导致锂电池所处的环境温度高于其正常存放温度。所以在我们使用内含锂离子电池的设备时，应该尽量避免在过高温度的环境中长时间使用，虽然锂电池在直接使用火烤的情况下，产生爆炸和燃烧的时间相对较长，不过仍然会出现其内部压力骤增的情况，也就是我们常说的鼓包。当我们的手机电池或者其他锂离子电池出现鼓包的情况，应立即切断电源并停止使用，以防止内部压力进一步增加，并更换新电池。

3、锂电池的设计

a正负极容量比：电池在使用的过程中，在不同程度都会有所破坏，那就要求负极的嵌锂空间至始至终都要比正极的脱嵌的锂离子空间大。如在设计时，没有考虑负极余量的大小，会造成析锂，刺穿隔膜，造成短路。

b尺寸：电池的隔膜收缩与极片的宽度，当隔膜收缩过大，极片会引起短路。

c放电电流：在设计时根据产品的使用放电电流来设计极片的面密度压实极耳类型等。当面密度过大，压实过高，极耳截面较小时，大电流放电，会产生析锂，产生大量的热造成电池爆炸。

d防爆结构：当电池内压达到一定的压力时，进行排气减压的功能防止电池壳体爆炸。目前采用的有刻痕防爆，排气阀部件。

e保护系统：对电池进行保护过充过放过流短路。

产生电池爆炸一般有以下几种情况：

1．过充爆炸

保护线路失控或检测柜失控使充电电压大于5V，造成电解液分解，电池内部发生剧烈反应，电池内压迅速上升，电池爆炸。

2．过流爆炸

保护线路失控或检测柜失控使充电电流过大造成锂离子来不及嵌入，而在极片表面形成锂金属，穿透隔膜，正负极直接短路造成爆炸（很少发生）。

3．超声波焊塑料外壳时爆炸

超声波焊塑料外壳时，由于设备原因使其超声波能量转移至电池芯上，超声波能量很大使电池内部隔膜熔化，正负极直接短路，产生爆炸。

4．点焊时爆炸

点焊时电流过大造成内部严重短路产生爆炸，另外，点焊时正极连接片直接与负极相联，使正负极直接短路后爆炸。

5．过放爆炸

电池过放电或过流放电（3C以上）容易使负极铜箔溶解沉积到隔膜上使正负极直接短路产生爆炸（很少发生）。

6．振动跌落时爆炸

电芯在剧烈振动或跌落时造成的电芯内部极片错位，直接严重短路而爆炸（很少发生）。

锂电池芯过充到电压高于4.2V后，会开始产生副作用。过充电压愈高，危险性也跟着愈高。锂电芯电压高于4.2V后，正极材料内剩下的锂原子数量不到一半，此时储存格常会垮掉，让电池容量产生永久性的下降。如果继续充电，由于负极的储存格已经装满了锂原子，后续的锂金属会堆积于负极材料表面。这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔膜纸，使正负极短路。有时在短路发生前电池就先爆炸，这是因为在过充过程，电解液等材料会裂解产生气体，使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂，让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应，进而爆炸。

4、保护电路失效或缺失。保护电路的功用是防止电池过充电、过放电以及超大电流对电芯造成破坏。在过充电状态下，电池内部会形成大电流、高温，严重时会导致电池漏液、电池内部形成并积蓄气体，从而引发电池爆炸或燃烧。
保护电路的工作原理是，当电池电压上升至设定数值时，停止充电；当电池处于放电状态时，电池电压下降至设定数值时，停止向负载供电；当负载上有较大电流流过时，停止向负载放电。保护电路是基于大约数十个个电阻、电容，开关MOS管等电子元器件组成的电路，各个元器件都存在失效的可能性。目前，市场上普遍存在小作坊式的生产制造商，有些制造商所生产的锂离子电池直接缺失保护电路。

5、来自制造企业的风险。目前市场上销售的各类民用家电类锂电池，质量品质良莠不齐，生产企业应通过具备权威第三方认证机构出具的安全认证证书的锂电池，其安全性才有可靠的保证。此类具备安全认证的锂电池，一般情况只会在极端环境条件下发生爆炸或燃烧。例如，按《锂离子蓄电池总规范》
（QB/T2502-2000），锂离子电池按标准充满电后，中央与电极面垂直方向被穿透，放置6小时以上，不爆炸、不燃烧。