锂电池发生鼓胀或爆炸原因简析
锂电池充电时，正极的锂原子会丧失电子，氧化为锂离子。锂离子经由电解液游到负极去，进入负极的储存格，并获得一个电子，还原为锂原子。放电时，整个程序倒过来。为了防止电池的正负极直接碰触而短路，电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸，来防止短路。好的隔膜纸还可以在电池温度过高时，自动关闭细孔，让锂离子无法穿越，防止危险发生。
图1 锂电池工作原理图
锂电池电压高于4.2V后，会开始产生副作用。过充电压愈高，危险性也跟着愈高。锂电池电压高于4.2V后，正极材料内剩下的锂原子数量不到一半，此时储存格常会垮掉，让电池容量产生永久性的下降。
如果继续充电，由于负极的储存格已经装满了锂原子，后续的锂金属会堆积于负极材料表面。这些锂原子会由负极表面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膜纸，使正负极短路。
有时在短路发生前电池就先爆炸，这是因为在过充过程，电解液等材料会裂解产生气体，使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂，让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应，进而爆炸。
因此，锂电池充电时，一定要设定电压上限，才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。最理想的充电电压上限为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，部分材料会开始被破坏。又由于电池会自放电，放愈久电压会愈低，因此，放电时最好不要放到2.4V才停止。锂电池从3.0V放电到2.4V这段期间，所释放的能量只占电池容量的3%左右。因此，3.0V是一个理想的放电截止电压。
充放电时，除了电压的限制，电流的限制也有其必要。电流过大时，锂离子来不及进入储存格，会聚集于材料表面。这些锂离子获得电子后，会在材料表面产生锂原子结晶，这与过充一样，会造成危险性。万一电池外壳破裂，就会爆炸。
因此，对锂离子电池的保护，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，都会有一片保护板，这片保护板主要就是提供这三项保护。但是，保护板的这三项保护显然是不够的，全球锂电池爆炸事件还是频传。要确保电池系统的安全性，必须对电池爆炸的原因，进行更仔细的分析。
以上讲到了不正当使用锂电池所导致的鼓胀与爆炸原因，除此之外还有极片吸水与电解液发生反应而产生气体、电解液本身的质量问题、电池内部微短路、壳体缺陷等原因。
「焐不热的冷知识」iPhone电池鼓出来是什么原理？电池为什么鼓？
网传新的iPhone电池鼓起撑开了屏幕。不知道大家是否好奇，为什么锂电池会鼓起来一个包呢？为什么以前我们用的五号电池等其他非锂电池不会鼓包呢？
（手打原创，采用通俗的方式表达，不严谨请谅解。）
锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。
我们一句话简介一下锂电池的由来：因为人们发现了锂的化学性质非常活泼，用来做电池很好。
然而由于太活泼了，直到上世纪九十年代，也就是二十多年前，人们才研究出来能让锂老老实实当电池而不爆炸的方法。
为了提升安全性及电压，科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。这些材料的分子结构，形成了纳米等级的细小储存格子，可用来储存锂原子。
为什么要这些小格子呢？因为要用这些小格子限制通过的氧气，即使变形也要阻止氧气和锂接触而爆炸。
为什么会鼓起来呢？
有一种原因是这样的：
如果充电电压过高，就会造成正极材料里面的锂原子有很多都跑去负极玩了。正极原本满满的格子，就会垮塌掉一部分。这也是电池电量永久下降的原因。如果继续没有限制的高压充，那么负极的锂原子就越来越多。这些锂原子会长出树枝状结晶。
好了~鼓起来了。
危险的结晶。设计完善质量好的情况下，这些结晶偶尔会刺穿安全隔膜，发生短路，电池发热。不好的情况就是在短路之前就已经撑破，使氧气混进来与堆积在负极的锂原子发生反应而爆炸！
当然，爆炸的原因有很多。我可没在这里说iPhone会爆炸啊，我是说设计的不完善、质量不好电压保护不完善才会爆炸。
现在市面上的锂电池保护工作都做的很好，随着技术越来越成熟，锂电池也会越来越安全。
顺便说一下，锂电池最怕过充和过放。切记不要一直充或者放完电。以市面上的主流手机为例，它们在充满电之后就自动切断了电源，在电池快用完的时候也会强制关机，所以不用太担心。保护电池最好的方法就是，别按照那些网传的墨迹方法，只要是正常使用，就是对锂电池的最大保护。
关注我，焐热更多锂电池……啊不对，焐热更多冷知识……
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