锂系电池是近20年来开展最快的电池体系，现在被广泛用于电子产品。而近来发作的手机、笔记本电脑爆破本质上便是电池爆破。手机和笔记本电池到底是什么样的，怎么作业，为什么会发作爆破，怎么避免爆破。
锂电池芯过充到电压高于 4.2V 后，会开端发作副作用。过充电压愈高，风险性也跟着愈高。锂电芯电压 高于 4.2V 后，正极资料内剩下的锂原子数量不到一半，此刻贮存格常会垮掉， 让电池容量发作永久性的下降。 假如持续充电，因为负极的贮存格现已装满了锂原子，后续的锂金属会堆积于负极资料外表。这些锂原子会由负极外表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阂纸，使正负极短路。有时在短路发作前电池就先爆破，这是因为在过充进程，电解液等资料会裂解发作气体，使得电池外壳或压力阀鼓涨决裂，让氧气进去与堆积在负极外表的锂原子反响，从而爆破。
因而，锂电池充电时，必定要设定电压上限，才能够一起兼顾到电池的寿数、容量、和安全性。最抱负的充电电压上限为 4.2V。锂电芯放电时也要有电压下限。当电芯电压低于 2.4V 时，部分资料会开端被损坏。又因为电池会自放电，放愈久电压会愈低，因而，放电时最好不要放到 2.4V 才中止。锂电池从 3.0V 放电到 2.4V 这段期间，所开释 的能量只占电池容量的 3%左右。因而，3.0V 是一个抱负的放电截止电压。充放电时，除了电压的约束，电流的约束也有其必要。电流过大时，锂离子来不及进入贮存格，会集合于资料外表。
这些锂离子取得电子后，会在资料外表发作锂原子结晶，这与过充相同，会构成风险性。假如 电池外壳决裂，就会爆破。 因而，对锂离子电池的维护，至少要包含：充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。一般锂电 池组内，除了锂电池芯外，都会有一片维护板，这片维护板首要便是供给这三项维护。可是，维护板的这三项维护显然是不行的，全球锂电池爆破事件仍是频传。要确保电池体系的安全性，有必要对电池爆破的原因， 进行更细心的剖析。
爆破原因：
1、内部极化较大；
2、极片吸水，与电解液发作反响气鼓；
3、电解液自身的质量、功用问题；
4、注液时分注液量达不到工艺要求；
5、安装制程中激光焊接密封功用差，测漏气时漏气；
6、粉尘、极片粉尘首要易导致微短路；
7、正负极片较工艺规模偏厚，入壳难；
8、注液封口问题，钢珠密封功用欠好导致气鼓；
9、壳体来料存在壳壁偏厚，壳体变形影响厚度；
10、外面环境温度过高也是导致爆破的首要原因。
爆破类型
爆破类型剖析电池芯爆破的类形可概括为外部短路、内部短路、及过充三种。此处的外部系指电芯的外部，包含了电池组内部绝缘规划不良等所引起的短路。 当电芯外部发作短路，电子组件又未能堵截回路时，电芯内部会发作高热，构成部分电解液汽化，将电池外壳撑大。当电池内部温度高到135 摄氏度时，质量好的隔阂纸，会将细孔封闭，电化学反响中止或近乎中止，电流骤降，温度也渐渐下降，从而避免了爆破发作。可是，细孔封闭率太差，或是细孔底子不会封闭的隔阂纸，会让电池温度持续升高，更多的电解液汽化，终究将电池外壳撑破，乃至将电池温度前进到使 料焚烧并爆破。内部短路首要是因为铜箔与铝箔的毛刺穿破隔阂，或是锂原子的树枝状结晶穿破膈膜所构成。
这些细微的针状金属，会构成微短路。因为针很细有必定的电阻值，因而，电流不见得会很大。铜铝箔毛刺系在生产进程构成，可观察到的现象是电池漏电太快，大都可被电芯厂或是组装厂筛检出来。并且因为毛刺细微，有时会被烧断，使得电池又康复正常。因而，因毛刺微短路引发爆破的机率不高。这样的说法，能够从各电芯厂内部都常有充电后不久，电压就偏低的不良电池，可是却鲜少发作爆破事件，得到计算上的支撑。因而，内部短路引发的爆破，首要仍是因为过充构成的。因为，过充后极片上处处都是针状锂金属结晶，刺穿点处处都是，处处都在发作微短路。因而，电池温度会逐步升高，终究高温将电解液气体。这种景象，不论是温度过高使资料焚烧爆破，仍是外壳先被撑破，使空气进去与锂金属发作剧烈氧化，都是爆破收场。
可是过充引发内部短路构成的这种爆破，并不必定发作在充电的其时。有或许电池温度还未高到让资料焚烧、发作的气体也未足以撑破电池外壳时，顾客就中止充电，带手机出门。这时很多的微短路所发作的热，渐渐的将电池温度前进，经过一段时间后，才发作爆破。顾客一起的描绘都是拿起手机时发现手机很烫，丢掉后就爆破。归纳以上爆破的类型，咱们能够将防爆要点放在 过充的避免、外部短路的避免、及前进电芯安全性三方面。其间过充避免及外部短路避免归于电子防护，与电池体系规划及电池组装有较大联系。电芯安全性前进 之要点为化学与机械防护，与电池芯制作厂有较大联系。
安全隐患
锂离子电池的安全性问题，不只与池资料自身性质有关，并且与电池制备技能和运用有关。手机电池一再发作爆破事件，一方面是因为维护电路失效，但更重要的是在于资料方面并没有底子的处理问题。
钴酸锂正极活性资料在小电芯方面是很老练的体系，可是充满电后，仍旧有很多的锂离子留在正极，当过充时，残留在正极的锂离子将会涌向负极，在负极上构成枝晶是选用钴酸锂资料的电池过充时必定的成果，乃至在正常充放电进程中，也有或许会有剩下的锂离子游离到负极构成枝晶，钴酸锂资料的理论比能量是超越每克270毫安时的，但为确保其循环功用，实际运用容量只要理论容量的一半。在运用进程中，因为某种原因（如办理体系损坏）而导致电池充电电压过高，正极中剩下的一部分锂就会脱出，经电解液到负极外表以金属锂的方式堆积构成枝晶。枝晶刺穿隔阂，构成内部短路。
电解液的首要成分为碳酸酯，闪点很低，沸点也较低，在必定条件下会焚烧乃至爆破。如电池呈现过热，会导致电解液中的碳酸酯被氧化和复原，发作很多气体和更多的热，如短少安全阀或许气体来不及经过安全阀开释，电池内压便会急剧上升而引起爆破。
聚合物电解质锂离子电池并没有从底子上处理安全性问题，相同运用钴酸锂和有机电解液，并且电解液为胶状，不易走漏，将会发作更激烈的焚烧，焚烧是聚合物电池安全性最大的问题。
在运用方面也存在一些问题，电池发作外部短路或内部短路将发作几百安培的过大电流。外部短路时电池瞬间大电流放电，在内阻上耗费很多能量，发作巨大热量。内部短路构成大电流，温度上升导致隔阂熔化，短路面积扩展，从而构成恶性循环。
锂离子电池为到达单只电芯 3～4.2V的高作业电压，有必要采纳分化电压大于2V的有机电解液，而选用有机电解液在大电流、高温的条件下会被电解，电解发作气体，导致内部压力升高，严峻会突破壳体。
过充或许会分出金属锂，在壳体决裂的状况下，与空气直接触摸，导致焚烧，一起点燃电解液，发作激烈火焰，气体急速胀大，发作爆破。
别的，关于手机锂离子电池，因为运用不当，如揉捏、冲击和进水等导致电池胀大、变形和开裂等，这些都会导致电池短路，在放电或充电进程放热引起爆破。
锂电池的安全性：
为了避免因运用不当构成电池过放电或许过充电，在单体锂离子电池内设有三重维护组织。一是选用开关元件，当电池内的温度上升时，它的阻值随之上升，当温度过高时，会主动中止供电；二是挑选恰当的隔板资料，当温度上升到必定数值时，隔板上的微米级微孔会主动溶解掉，从而使锂离子不能经过，电池内部反响中止；三是设置安全阀（便是电池顶部的放气孔），电池内部压力上升到必定数值时，安全阀主动翻开，确保电池的运用安全性。
有时，电池自身虽然有安全操控措施，可是因为某些原因构成操控失灵，短少安全阀或许气体来不及经过安全阀开释，电池内压便会急剧上升而引起爆破。一般状况下，锂离子电池贮存的总能量和其安全性是成反比的，跟着电池容量的添加，电池体积也在添加，其散热功用变差，出事端的或许性将大幅添加。关于手机用锂离子电池，基本要求是发作安全事端的概率要小于百万分之一，这也是社会公众所能承受的最低标准。而关于大容量锂离子电池，特别是轿车等用大容量锂离子电池，选用强制散热尤为重要。
挑选更安全的电极资料，挑选锰酸锂资料，在分子结构方面确保了在满电状况，正极的锂离子现已彻底嵌入到负极炭孔中，从底子上避免了枝晶的发作。一起锰酸锂安定的结构，使其氧化功用远远低于钴酸锂，分化温度超越钴酸锂100℃，即便因为外力发作内部短路（针刺），外部短路，过充电时，也彻底能够避免了因为分出金属锂引发焚烧、爆破的风险。
别的，选用锰酸锂资料还能够大幅度降低成本。
前进现有安全操控技能的功用，首要要前进锂离子电池芯的安全功用，这对大容量电池尤为重要。挑选热封闭功用好的隔阂，隔阂的作用是在阻隔电池正负极的一起，答应锂离子的经过。当温度升高时，在隔阂熔化前进行封闭，从而使内阻上升至2000欧姆，让内部反响中止下来。当内部压力或温度到达预置的标准时，防爆阀将翻开，开端进行卸压，以避免内部气体堆集过多，发作形变，终究导致壳体爆裂。前进操控活络度、挑选更活络的操控参数和选用多个参数的联合操控（这关于大容量电池尤为重要）。关于大容量锂离子电池组是串/并联的多个电芯组成，如笔记本电脑的电压为10V以上，容量较大，一般选用3～4个单电池串联就能够满意电压要求，然后再将2～3个串联的电池组并联，以确保较大的容量。
大容量电池组自身有必要设置较为完善的维护功用，还应考虑两种电路基板模块：维护电路基板（ProtecTIon Board PCB）模块及Smart Battery Gauge Board模块。整套的电池维护规划包含：第1级维护IC（避免电池过充、过放、短路），第2级维护IC（避免第2次过压）、保险丝、LED指示、温度调理等部件。在多级维护机制下，即便是在电源充电器、笔记本电脑呈现异常的状况下，笔记本电池也只能转为主动维护状况，假如状况不严峻，往往在从头插拔后还能正常作业，不会发作爆破。
笔记本电脑和手机运用的锂离子电池所选用的底层技能是不安全的，需求考虑更安全的结构。
总归，跟着资料技能的前进和人们对锂离子电池规划、制作、检测和运用诸方面要求的知道不断加深，未来的锂离子电池会变得更安全。
