手機爆炸、筆記本自燃，一切災禍的根源似乎都與鋰電池有關，加上少數(shù)媒體有些夸張的報道更增添了某種恐怖的氣息。一時間人們不再信任鋰電池了，膽小的家長甚至擔心孩子使用手機遇到危險，通電話時常叮囑快掛斷免得被手機炸傷。鋰電池真的如此危險嗎？當然不是，雖然我們前面提到鋰電池并非是絕對安全的，但也絕不能算作是一種危險的物品，它必須具備相當高的可靠性與實用性才有可能像今天這樣被廣泛地使用。鋰電池，特別是現(xiàn)在手機中使用的鋰離子電池相對鎳氫電池具有更高的能量重量比，單節(jié)電壓達到3.6V，等同于3只鎳氫電池的串聯(lián)電壓，它沒有記憶效應，具備充電速度快、使用壽命長、自放電小、綠色環(huán)保等優(yōu)點，相對于其他類型電池的優(yōu)勢明顯。

●鋰電池原理簡介

我們無需杞人憂天，但也不能忽視鋰電池存在的安全隱患，你需要明白鋰電池為什么會爆炸，這就要從了解鋰電池內(nèi)部結構開始說起了。鋰電池內(nèi)部同樣有正極、負極，以及之間的隔膜和電解液，早期鋰電池的負極材料是單質(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，尤其到了可充電的二次鋰電池時期，反復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成枝狀，引起電池內(nèi)部短路，最終導致起火或爆炸。

放棄鋰元素不可能，因為它有著最小的密度和最大的電負性，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。如今的鋰電池中，正極可以是不同類型的鋰化合物，負極主要是層狀結構的石墨類物質(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，最終嵌入負極的層狀結構里；在放電時，鋰離子離開負極，通并結合在正極的化合物中。正負極間的隔膜即可防止短路，而且在特殊情況下可以關閉離子通道，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，我們所指的鋰電池均為鋰離子電池（加粗）。

在智能手機等小型數(shù)碼產(chǎn)品中，廠家還會使用更先進的鋰聚合物電池（圖02）。這種鋰電池使用高分子材料，目前主要應用在電解質(zhì)和正極上，由于電解質(zhì)為固體或膠狀，無需使用隔膜，避免了因其失效導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。

●設計上的安全措施

只在材料上做出改進不能完全避免危險，譬如電池充電電壓高于4.2V后仍堅持繼續(xù)加壓，電池就會被過度充電，此時負極的層狀結構無法存儲更多鋰離子，后續(xù)鋰離子會堆積在負極材料表面，獲得電子后，向正極方形成樹枝狀結晶，它們會刺透隔膜，使正負極短路，同時電解液因高溫而被電解，產(chǎn)生氣體，電芯內(nèi)部壓力升高，最終導致起火燃燒甚至爆炸。同樣如果過度放電，也會對負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入負極層狀結構，與過度充電類似，鋰離子會大量堆積在負極材料表面，有可能導致短路，電池外殼破裂甚至會爆炸。

總結下來，導致鋰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，設計上也必須嚴防過度放電。于是電池廠家在設計產(chǎn)品時都加入了一些防護措施，包括防止過充過放的保護線路板（圖5），它會檢測電池電壓，當?shù)竭_臨界值時自動關閉充電或放電過程；電池中還有熱敏保險、可恢復保險絲等部件，它們是保護線路板失效后的第二道屏障，會根據(jù)溫度情況自動斷開，阻止化學反應的進行；此外，還有用來阻燃的電芯保護殼，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，它也會阻止化學反應的進行，阻隔鋰離子流動，避免電池過熱爆炸。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。

制造鋰電池時，合格廠家都有嚴格的工序控制。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極活性物混合，經(jīng)高速攪拌均勻后制作成漿狀的正負極材料；“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極極片；“裝配”過程中將按“正極片、隔膜、負極片、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需要注意的細節(jié)，廠家必須使用優(yōu)質(zhì)的原料，擁有可靠的設備和工作環(huán)境，并依靠工人細致的操作，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。另外很重要的一點是，廠家必須有嚴格的產(chǎn)品檢測工序，電池必須通過擠壓、沖擊、震動、電擊、跌落、加熱等一系列測試，確定不會出現(xiàn)燃燒、爆炸、漏液等情況方允許出廠。

●哪些原因導致防護措施失效

即使有保護措施的存在，每年依然有一些人被鋰電池所傷，移動設備出現(xiàn)電池故障，起火乃至爆炸更是屢見不鮮。對我們普通用戶而言，買來一款數(shù)碼產(chǎn)品，只要老老實實按說明書使用，就不應該出現(xiàn)任何可能傷害性命的問題，到底是什么原因導致保護措施失靈呢？我們再次回憶一下電池起火爆炸的元兇——短路。電池有可能發(fā)生短路，更有可能由此引發(fā)劇烈的化學反應導致燃燒爆炸，但所有這些問題，不是本該在電池出廠由廠家排除掉了的嗎？所以我們正常使用數(shù)碼產(chǎn)品，出現(xiàn)任何電池引起的故障都應向廠商問責！

深入挖掘那些因電池燃燒、爆炸造成損失的事件，你一定會發(fā)現(xiàn)其中大部分都是由于使用了不合格的電池所致。這些電池多由小作坊企業(yè)生產(chǎn)，外觀假冒品牌電池（圖7），經(jīng)過特殊渠道流入市場。部分人為了追求利益，完全不顧及法律的制裁，明目張膽地在網(wǎng)上銷售，導致許多用戶遭殃。我們已經(jīng)知道，制造鋰電池并非看起來那么容易，那是一個需要小心謹慎、仔仔細細完成的工作，從選料、裝配到質(zhì)檢，任何一步的馬虎都有可能釀成災難。

假冒電池用料差，但最可怕的并非材料上的差異，而是他們對于產(chǎn)品的態(tài)度非常不嚴謹。由于幾乎無需為自己的品牌口碑負責，他們的裝配過程馬馬虎虎，甚至有的偷工減料，省去保護電路。部分下游經(jīng)銷商為了追求利潤，會使用假冒電池偷偷更換原裝電池，等于給用戶埋下了一顆炸彈。當然，還有一種情況是許多微型企業(yè)技術不過關，缺少經(jīng)驗豐富的工人，產(chǎn)品質(zhì)量控制不夠嚴格，產(chǎn)品故障率居高不下。

假如工人裝入電解液不夠，就會導致電池容量降低，而虛焊、電解液鋰鹽含量低又會導致內(nèi)阻升高，其他如電壓不足、超厚等問題，也都是由于原料或裝配上出了毛病，對于我們最關心的短路與爆炸，也有可能是焊縫漏氣、隔膜有漏洞，正負極材料沒有處理好等許多原因造成。另外，我們知道高活性鋰化合物對水相當敏感，接觸即會發(fā)生激烈的化學反應。為避免空氣中的濕度影響產(chǎn)品質(zhì)量，正規(guī)工廠會采用除濕設備，在非常干燥的條件下真空注入電解液，大大降低了電解液和極板的吸水幾率，但不合格鋰電池廠家對此類問題不太重視。

總而言之，防護措施就擺在那里，但廠商是否遵循，以及執(zhí)行力度上的差異就各有不同了，我們應盡量購買正規(guī)廠商的產(chǎn)品，不要貪圖便宜購買一些打著“水貨、尾貨”旗號的假冒產(chǎn)品。在購買數(shù)碼產(chǎn)品時，最好在正規(guī)經(jīng)銷商處購買，常常網(wǎng)購的朋友就更要留個心眼，必須要求賣家配備原裝電池，而且我們自己也要學會鑒定假冒電池的小技巧。正確使用品質(zhì)優(yōu)秀的鋰電池，在重重防護措施的保障下，出現(xiàn)燃燒爆炸的可能性微乎其微，概率低于億分之一，我們被電池炸傷的可能性，其實比彩票中大獎還要低一些。