我們無需杞人憂天，但也不能忽視鋰離子電池存在的安全隱患，你要明白鋰離子電池為何會爆炸，這就要從了解鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)開始說起了。鋰離子電池內(nèi)部同樣有正極、負(fù)極，以及之間的隔膜和電解液，早期鋰離子電池的負(fù)極材料是單質(zhì)鋰，但金屬鋰十分活潑，遇水、氮、酸或氧化劑有起火和爆炸危險(xiǎn)，尤其到了可充電的二次鋰離子電池時期，反復(fù)的充放電使得粉狀鋰單質(zhì)越積越多，充電過程中可能形成的鋰晶體結(jié)成枝狀，引起電池內(nèi)部短路，最終導(dǎo)致起火或爆炸。

放棄鋰元素不可能，因?yàn)樗兄钚〉拿芏群妥畲蟮碾娯?fù)性，具有極高的比能量，是目前制作電池的上佳之選。要解決鋰的不穩(wěn)定性，今天我們使用的鋰離子電池中采用了最有效的解決辦法放棄使用鋰單質(zhì)，核心部分采用更穩(wěn)定的鋰離子以及鋰嵌合物。如今的鋰離子電池中，正極可以是不同類型的鋰化合物，負(fù)極重要是層狀結(jié)構(gòu)的石墨類物質(zhì)，用于嵌入帶正電的鋰離子。在充電時，正極部分的鋰離子離開含鋰化合物，最終嵌入負(fù)極的層狀結(jié)構(gòu)里；在放電時，鋰離子離開負(fù)極，通并結(jié)合在正極的化合物中。正負(fù)極間的隔膜即可防止短路，而且在特殊情況下可以關(guān)閉離子通道，加上沒有鋰單質(zhì)的參與，充放電過程都變得安全多了。在以下的說明中，我們所指的鋰離子電池均為鋰離子電池（加粗）。

在智能手機(jī)等小型數(shù)碼產(chǎn)品中，廠家還會使用更先進(jìn)的鋰聚合物電池（圖02）。這種鋰離子電池使用高分子材料，目前重要應(yīng)用在電解質(zhì)和正極上，由于電解質(zhì)為固體或膠狀，無需使用隔膜，防止了因其失效導(dǎo)致的壽命或安全問題。鋰聚合物電池即使出現(xiàn)故障，通常也僅是電池鼓脹、失效，嚴(yán)重時會起火燃燒并放出大量煙霧，但一般不會爆炸。鋰聚合物電池還有良好的可塑性，可根據(jù)要求制作成各種形狀，理論上的最小厚度僅為0.5mm。

只在材料上做出改進(jìn)不能完全防止危險(xiǎn)，譬如電池充電電壓高于4.2V后仍堅(jiān)持繼續(xù)加壓，電池就會被過度充電，此時負(fù)極的層狀結(jié)構(gòu)無法存儲更多鋰離子，后續(xù)鋰離子會堆積在負(fù)極材料表面，獲得電子后，向正極方形成樹枝狀結(jié)晶，它們會刺透隔膜，使正負(fù)極短路，同時電解液因高溫而被電解，出現(xiàn)氣體，電芯內(nèi)部壓力升高，最終導(dǎo)致起火燃燒甚至爆炸。同樣假如過度放電，也會對負(fù)極造成不可逆的損傷，影響電池充電量與壽命。除了電壓之外，充電電流過大也會令鋰離子來不及進(jìn)入負(fù)極層狀結(jié)構(gòu)，與過度充電類似，鋰離子會大量堆積在負(fù)極材料表面，有可能導(dǎo)致短路，電池外殼破裂甚至?xí)ā?/p>

總結(jié)下來，導(dǎo)致鋰離子電池爆炸的直接原因是短路，短路一般又是由于過度充電或電流過大引起的，而且為了保證電池壽命，設(shè)計(jì)上也必須嚴(yán)防過度放電。于是電池廠家在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時都加入了一些防護(hù)措施，包括防止過充過放的保護(hù)線路板（圖5），它會檢測電池電壓，當(dāng)?shù)竭_(dá)臨界值時自動關(guān)閉充電或放電過程；電池中還有熱敏保險(xiǎn)、可恢復(fù)保險(xiǎn)絲等部件，它們是保護(hù)線路板失效后的第二道屏障，會根據(jù)溫度情況自動斷開，阻止化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行；此外，還有用來阻燃的電芯保護(hù)殼，電池內(nèi)部壓力上升到一定數(shù)值時自動開啟的安全閥（圖6）；一些公司的電池還會在電解液中加入高分子材料，就算電芯被外力破壞，它也會阻止化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，阻隔鋰離子流動，防止電池過熱爆炸。這些屏障理論上可以保證電池的安全性，就算出現(xiàn)故障也不會傷及使用者。

電池中的保護(hù)線路板上裝有類似圖中的控制芯片，會監(jiān)控電池的狀態(tài)，遇危險(xiǎn)時自動斷電。筆記本電池組中的控制芯片更為重要，它必須監(jiān)控電池組中每個電芯的狀態(tài)，即使只有一個出現(xiàn)問題也會危及整個電池組的安全

制造鋰離子電池時，合格廠家都有嚴(yán)格的工序控制。以鋰離子電池為例，制漿是用專門溶劑與粘合劑與粉末狀的正負(fù)極活性物混合，經(jīng)高速攪拌均勻后制作成漿狀的正負(fù)極材料；涂膜步驟將漿狀材料均勻地涂在金屬箔表面，烘干后分別制成正負(fù)極極片；裝配過程中將按正極片、隔膜、負(fù)極片、隔膜的順序放好，經(jīng)過卷繞后制作成電芯，最后經(jīng)過注入電解液等工序，完成電池的裝配。聽起來簡單，但要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，以上所有過程中有會涉及成百上千個要注意的細(xì)節(jié)，廠家必須使用優(yōu)質(zhì)的原料，擁有可靠的設(shè)備和工作環(huán)境，并依靠工人細(xì)致的操作，最終才能讓電池具有出色的品質(zhì)。而任何一步出現(xiàn)問題，產(chǎn)出的電池都將成為廢品。