导致电池起火或者爆炸的原因有哪些你知道吗？

日常生活中，锂电池几乎随处可见，大到电动汽车，小到电脑主板电池，到一些由于锂电池而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。电池内部的设计还是存在一点缺陷的，当电池在充满电状态下，在存在缺陷处，电池温度上升、能量过剩，于是电解液分解产生气体，电池内压急剧上升而发生自燃或爆炸。在这种情况下，我们能做的选择较好的电芯，如聚合物锂电池。 智能手机、笔记本、充电宝以及类似的电子产品设备，出现的问题源于充电器或者锂电池。

现在可充电电池在狭小的空间内存储了大量电能。在电池按预想的模式运行时候，以受控的方式缓慢输出电力，如果某个原因导致电力迅速释放（比如说人为的短路），就会存在爆炸或者起火的风险。我曾经看到电池起过几次火，有些是故意的（做锂电池机械性能就会故意破坏），有些是意料之外的。

作为锂电池行业从业者，我认为有很多原因导致电池起火或者爆炸：

1、设计时正极过量，或者涂布不均，运输过程中振动导致极片错位，充电时有锂枝晶出现。

2、运输过程中振动导致极片错位，导致电极膨胀时通过壳体或连接片发生短路。

3、毛刺和粉尘，振动和膨胀造成隔膜短路。

4、隔膜不良。

5、点焊镍带时电流过大，将内部外层隔膜损伤或增加金属粉尘。

6、运输过程电压和温度造成SEI层的不稳定。

7、充电过充。电芯过充电时，正极的锂过度放出会使正极的结构发生变化，而放出的锂过多也容易无法插入负极中，也容易造成负极表面析锂，而且，当电压达到4.5V以上时，电解液会分解生产大量的气体

8、水分过高。水份可以和电芯中的电解液反应，生产气体，充电时，可以和生成的锂反应，生成氧化锂，使电芯的容量损失，易使电芯过充而生成气体，水份的分解电压较低，充电时很容易分解生成气体，当这一系列生成的气体会使电芯的内部压力增大，当电芯的外壳无法承受时，电芯就会爆炸。

9、负极容量不足。 当正极部位对面的负极部位容量不足，或是根本没有容量时，充电时所产生的部分或全部的锂就无法插入负极石墨的间层结构中，会析在负极的表面，形成突起状“枝晶”，而下一次充电时，这个突起部分更容易造成锂的析出，经过几十至上百次的循环充放电后，“枝晶”会长大，最后会刺穿隔膜纸，使内部产生短路。

10、内部短路。由于内部产生短路现象，电芯大电流放电，产生大量的热，烧坏隔膜，而造成更大的短路现象，这样电芯就会产生高温，使电解液分解成气体，造成内部压力过大，当电芯的外壳无法承受这个压力时，电芯就会爆炸。

11、外部短路。外部短路可能由于操作不当，或误使用所造成，由于外部短路，电池放电电流很大，会使电芯的发热，高温会使电芯内部的隔膜收缩或完全坏坏，造成内部短路，因而爆炸。

在锂离子电池生产过程中，极片生产完成后，采用卷绕或者叠片方式将正、负极极片和隔膜组装制造形成基本的电芯。随后，一般会对电芯进行热压整形。本文主要简单介绍热压整形工艺的目的与工艺控制要点。

一、工艺目的

无论在卷绕中或者Z型叠片中，必须对隔膜施加一定的张力，以确保正极片、隔膜、负极片之间的整齐程度，然而工艺过程中的张力会使隔膜在走带方向被拉长，隔膜在走带方向的收缩量很大，会使得隔膜严重挤压极片，从而导致电芯组装工艺后，特别是绕卷工艺，电芯发生变形，变形后的电芯不仅外观平整度差，内部还会存在隔膜褶皱等缺陷，如图1和图2所示，这会导致容量低、循环性能差及自放电快等质量问题，尤其是卷绕较厚的电芯，卷绕后的变形问题尤为突出。另外，松散状态的电芯厚度一致性也差，会影响电芯入壳工艺，增加入壳工艺的难度，甚至导致入壳时电芯损伤。  

因此，电芯热压整形的主要目的包括：

（1）改善锂离子电池的平整度，使电芯厚度满足要求并具有高的一致性；

（2）消除隔膜褶皱，赶出电芯内部空气，使隔膜和正负极极片紧密贴个在一起，缩短锂离子扩散距离，降低电池内阻。

二、工艺过程

为了使锂离子电池电芯能够在经过整形后平直且避免回缩复原。电芯热压整形工艺过程如下：将卷绕或叠片好的电芯放在模板上，设定增压缸压力和模板温度，然后上下模板在一定压力和温度作用下使电芯定型，达到电芯厚度一致，使电芯弹性减小，降低装芯合格率并保证成品电芯厚度的一致性。 

对于方形电池，热压整形装置如图3所示，上下模板就是平板，在压力作用下平板合模平整电芯。而对于圆柱电池，热压整形装置如图4所示，固定在底座上产生相向运动的两汽缸，在两汽缸活塞杆尾端带有柱形槽的两个半圆模，两半圆模柱形槽的半径相等且等于或小于预设卷芯半径。利用机械手或夹具夹持卷芯放置在两个半圆模的中心位置处，控制两个汽缸带动两半圆模合模相向运动，使得两个半圆模对卷芯进行挤压，从而将卷绕整形到预设的尺寸，使之能够放入与之相匹配的外壳内。 

一般，在电芯热压整形时，同时对电芯进行绝缘耐电压测试，检测电芯内部是否存在微短路。如果电芯内部存在微小金属异物颗粒，在电芯被压下状态，电芯隔膜刺穿，很容易检测出微短路不合格品。

以上这些都是会造成锂电池包自燃的原因，当然影响锂电池出现安全问题的因素众多，比如使用劣质电芯，pack工艺不规范，用户使用不当等都会造成一定安全问题，但是我们也要清醒认识到，锂电池自燃毕竟只是极小概率事件，我们不能一棒子打死一群人，还是要从多方面考虑，尽量减少造成锂电问题的外部因素，希望有关从业者提高技术和检测能力。用户在使用过程中也要有所注意。