關於電池鼓殼和爆破的原因剖析：

一、鋰離子電池特性

鋰是化學週期表上直徑最小也最生動的金屬。體積小所以容量密度高，廣受顧客與工程師歡迎。可是，化學特性太生動，則帶來了極高的危險性。鋰金屬暴露在空氣中時，會與氧氣發作劇烈的氧化反應而爆破。為了提高安全性及電壓，科學家們發明瞭用石墨及鈷酸鋰等資料來貯存鋰原子。這些資料的分子結構，形成了奈米等級的細微貯存格子，可用來貯存鋰原子。這樣一來，即使是電池外殼破裂，氧氣進入，也會因氧分子太大，進不了這些細微的貯存格，使得鋰原子不會與氧氣接觸而避免爆破。鋰離子電池的這種原理，使得人們在取得它高容量密度的一起，也到達安全的目的。

鋰離子電池充電時，正極的鋰原子會喪失電子，氧化為鋰離子。鋰離子經由電解液游到負極去，進入負極的貯存格，並取得一個電子，還原為鋰原子。放電時，整個程序倒過來。為了避免電池的正負極直接碰觸而短路，電池內會再加上一種擁有很多細孔的隔閡紙，來避免短路。好的隔閡紙還能夠在電池溫度過高時，自動封閉細孔，讓鋰離子無法穿越，以自廢武功，避免危險發作。

保護措施

鋰電池芯過充到電壓高於4．2V後，會開端發作副作用。過充電壓愈高，危險性也跟著愈高。鋰電芯電壓高於4．2V後，正極資料內剩下的鋰原子數量不到一半，此時貯存格常會垮掉，讓電池容量發作永久性的下降。假如持續充電，由於負極的貯存格現已裝滿了鋰原子，後續的鋰金屬會堆積於負極資料外表。這些鋰原子會由負極外表往鋰離子來的方向長出樹枝狀結晶。這些鋰金屬結晶會穿過隔閡紙，使正負極短路。有時在短路發作前電池就先爆破，這是由於在過充過程，電解液等資料會裂解發作氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓漲破裂，讓氧氣進去與堆積在負極外表的鋰原子反應，從而爆破。因而，鋰電池充電時，一定要設定電壓上限，才幹夠一起兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為4．2V。

鋰電芯放電時也要有電壓下限。當電芯電壓低於2．4V時，部分資料會開端被損壞。又由於電池會自放電，放愈久電壓會愈低，因而，放電時最好不要放到2．4V才停止。鋰電池從3．0V放電到2．4V這段期間，所釋放的能量只佔電池容量的3％左右。因而，3．0V是一個理想的放電截止電壓。

充放電時，除了電壓的約束，電流的約束也有其必要。電流過大時，鋰離子來不及進入貯存格，會集合於資料外表。這些鋰離子取得電子後，會在資料外表發作鋰原子結晶，這與過充一樣，會形成危險性。假如電池外殼破裂，就會爆破。

因而，對鋰離子電池的保護，至少要包括：充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項。一般鋰電池組內，除了鋰電池芯外，都會有一片保護板，這片保護板主要便是供給這三項保護。可是，保護板的這三項保護顯然是不行的，全球鋰電池爆破事件還是頻傳。要確保電池體系的安全性，有必要對電池爆破的原因，進行更仔細的剖析。

二、電池爆破原因：

1：內部極化較大！

2：極片吸水，與電解液發作反應氣鼓。

3：電解液本身的質量，功能問題。

4：注液時候注液量達不到工藝要求。

5：安裝製程中激光焊焊接密封功能差，漏氣、測漏氣漏測。

6：粉塵，極片粉塵首先易導致微短路，具體原因不知道。

7：正負極片較工藝範圍偏厚，入殼難。

8：注液封口問題，鋼珠密封功能不好導致氣鼓。

9：殼體來料存在殼壁偏厚，殼體變形影響厚度。

三、爆破類型剖析

電池芯爆破的類形可概括為外部短路、內部短路、及過充三種。此處的外部係指電芯的外部，包括了電池組內部絕緣規劃不良等所引起的短路。

當電芯外部發作短路，電子組件又未能堵截迴路時，電芯內部會發作高熱，形成部分電解液汽化，將電池外殼撐大。當電池內部溫度高到135攝氏度時，質量好的隔閡紙，會將細孔封閉，電化學反應停止或近乎停止，電流驟降，溫度也漸漸下降，從而避免了爆破發作。可是，細孔封閉率太差，或是細孔根本不會封閉的隔閡紙，會讓電池溫度持續升高，更多的電解液汽化，最終將電池外殼撐破，甚至將電池溫度提高到使資料燃燒並爆破。

內部短路主要是由於銅箔與鋁箔的毛刺穿破隔閡，或是鋰原子的樹枝狀結晶穿破膈膜所形成。這些細微的針狀金屬，會形成微短路。由於，針很細有一定的電阻值，因而，電流不見得會很大。銅鋁箔毛刺系在生產過程形成，可觀察到的現象是電池漏電太快，多數可被電芯廠或是組裝廠篩檢出來。並且，由於毛刺細微，有時會被燒斷，使得電池又康復正常。因而，因毛刺微短路引發爆破的機率不高。

這樣的說法，能夠從各電芯廠內部都常有充電後不久，電壓就偏低的不良電池，可是卻鮮少發作爆破事件，得到計算上的支撐。因而，內部短路引發的爆破，主要還是由於過充形成的。由於，過充後極片上到處都是針狀鋰金屬結晶，刺穿點到處都是，到處都在發作微短路。因而，電池溫度會逐漸升高，最終高溫將電解液氣體。這種景象，不論是溫度過高使資料燃燒爆破，還是外殼先被撐破，使空氣進去與鋰金屬發作劇烈氧化，都是爆破收場。

可是過充引發內部短路形成的這種爆破，並不一定發作在充電的其時。有可能電池溫度還未高到讓資料燃燒、發作的氣體也未足以撐破電池外殼時，顧客就停止充電，帶手機出門。這時很多的微短路所發作的熱，漸漸的將電池溫度提高，經過一段時間後，才發作爆破。顧客一起的描繪都是拿起手機時發現手機很燙，丟掉後就爆破。

綜合以上爆破的類型，我們能夠將防爆要點放在過充的避免、外部短路的避免、及提高電芯安全性三方面。其間過充避免及外部短路避免屬於電子防護，與電池體系規劃及電池組裝有較大聯繫。電芯安全性提高之要點為化學與機械防護，與電池芯製造廠有較大聯繫。

四、規劃規範

由於全球手機有數億隻，要到達安全，安全防護的失敗率有必要低於一億分之一。由於，電路板的故障率一般都遠高於一億分之一。因而，電池體系規劃時，有必要有兩道以上的安全防地。常見的錯誤規劃是用充電器（adaptor）直接去充電池組。這樣將過充的防護重任，徹底交給電池組上的保護板。儘管保護板的故障率不高，可是，即使故障率低到百萬分之一，機率上全球還是天天都會有爆破事故發作。

電池體系如能對過充、過放、過電流都分別供給兩道安全防護，每道防護的失敗率假如是萬分之一，兩道防護就能夠將失敗率降到一億分之一。常見的電池充電體系方塊圖如下，包括充電器及電池組兩大部分。充電器又包括適配器（Adaptor）及充電控制器兩部分。適配器將交流電轉為直流電，充電控制器則約束直流電的最大電流及最高電壓。電池組包括保護板及電池芯兩大部分，以及一個PTC來限定最大電流。

文字方塊：適配器交流變直流文字方塊：充電控制器限流限壓文字方塊：充電器文字方塊：保護板過充、過放過流等防護文字方塊：電池組文字方塊：限流片文字方塊：電池芯以手機電池體系為例，過充防護系利用充電器輸出電壓設定在4．2V左右，來到達第一層防護，這樣就算電池組上的保護板失效，電池也不會被過充而發作危險。第二道防護是保護板上的過充防護功能，一般設定為4．3V。這樣，保護板平常不必負責堵截充電電流，只有當充電器電壓異常偏高時，才需求動作。過電流防護則是由保護板及限流片來負責，這也是兩道防護，避免過電流及外部短路。由於過放電只會發作在電子產品被運用的過程。因而，一般規劃是由該電子產品的線路板來供給第一到防護，電池組上的保護板則供給第二道防護。當電子產品偵測到供電電壓低於3．0V時，應該自動關機。假如該產品規劃時未規劃這項功能，則保護板會在電壓低到2．4V時，封閉放電迴路。

總之，電池體系規劃時，有必要對過充、過放、與過電流分別供給兩道電子防護。其間保護板是第二道防護。把保護板拿掉後充電，假如電池會爆破就代表規劃不良。

上述方法儘管供給了兩道防護，可是由於顧客在充電器壞掉後，常會買非原廠充電器來充電，而充電器業者，根據成本考慮，常將充電控制器拿掉，來降低成本。結果，劣幣驅逐良幣，市面上呈現了許多殘次充電器。這使得過充防護失去了第一道也是最重要的一道防地。而過充又是形成電池爆破的最重要因素，因而，殘次充電器能夠稱得上是電池爆破事件的首惡。

當然，並非所有的電池體系都採用如上圖的計劃。在有些情況下，電池組內也會有充電控制器的規劃。例如：許多筆記型計算機的外加電池棒，就有充電控制器。這是由於筆記型計算機一般都將充電控制器做在計算機內，只給顧客一個適配器。因而，筆記型計算機的外加電池組，就有必要有一個充電控制器，才幹確保外加電池組在運用適配器充電時的安全。另外，運用轎車點煙器充電的產品，有時也會將充電控制器做在電池組內。

最終的防地

假如電子的防護措施都失敗了，最終的一道防地，就要由電芯來供給了。電芯的安全層級，可依據電芯能否經過外部短路和過充來大概區別等級。由於，電池爆破前，假如內部有鋰原子堆積在資料外表，爆破威力會更大。並且，過充的防護常因顧客運用殘次充電器而只剩一道防地，因而，電芯抗過充才能比抗外部短路的才能更重要。

鋁殼電芯與鋼殼電芯安全性比較鋁殼相對於鋼殼具有很高的安全優勢。

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