工作原理

　　锂金属电池：

　　锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

　　锂电池基本原理

　　锂电池基本原理

　　放电反应：Li MnO2=LiMnO2

　　锂离子电池：

　　锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

　　充电正极上发生的反应为

　　LiCoO2==Li(1-x)CoO2 XLi Xe-(电子)

　　充电负极上发生的反应为

　　6C XLi Xe- = LixC6

　　充电电池总反应：LiCoO2 6C = Li(1-x)CoO2 LixC6

　　正极

　　正极材料：可选的正极材料很多，主流产品多采用锂铁磷酸盐。不同的正极材料对照：

　　LiCoO2

　　3.7 V

　　140 mAh/g

　　Li2Mn2O4

　　4.0 V

　　100 mAh/g

　　LiFePO4

　　3.3 V

　　100 mAh/g

　　Li2FePO4F

　　3.6 V

　　115 mAh/g

　　正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。 充电时：LiFePO4 → Li1-xFePO4 xLi xe-放电时：Li1-xFePO4 xLi xe- → LiFePO4。

　　负极

　　负极材料：多采用石墨。新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。

　　负极反应：放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。

　　充电时：xLi xe- 6C → LixC6

　　放电时：LixC6 → xLi xe- 6C

　　早期研发

　　锂电池最早期应用在心脏起搏器中。锂电池的自放电率极低，放电电压平缓等优点，使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。二氧化锰电池，就广泛用于计算器，数码相机、手表中。

　　为了开发出性能更优异的品种，人们对各种材料进行了研究，从而制造出前所未有的产品。

　　1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化，使人们的移动电话、笔记本、计算器等携带型电子设备的重量和体积大大减小。

　　爆炸原因

　　1、内部极化较大；

　　2、极片吸水，与电解液发生反应气鼓；

　　3、电解液本身的质量、性能问题；

　　4、注液时候注液量达不到工艺要求；

　　5、装配制程中激光焊接密封性能差，测漏气时漏气；

　　6、粉尘、极片粉尘首先易导致微短路；

　　7、正负极片较工艺范围偏厚，入壳难；

　　8、注液封口问题，密封性能不好导致气鼓；

　　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炸的主要原因。

　　爆炸类型

　　爆炸类型分析电池芯爆炸的类形可归纳为外部短路、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 池组内部绝缘设计不良等所引起的短路。 当电芯外部发生短路，电子组件又未能切断回路时，电芯内部会产生高热，造成部分电解液汽化，将电池外壳撑大。当电池内部温度高到 135 摄氏度时，质量好的隔膜纸，会将细孔关闭，电化学反应终止或近乎 终止，电流骤降，温度也慢慢下降，进而避免了爆炸发生。但是，细孔关闭率太差，或是细孔根本不会关闭 的隔膜纸，会让电池温度继续升高，更多的电解液汽化，将电池外壳撑破，甚至将电池温度提高到使材 料燃烧并爆炸。 内部短路主要是因为铜箔与铝箔的毛刺穿破隔膜，或是锂原子的树枝状结晶穿破膈膜所造成。

　　这些细小的针状金属，会造成微短路。由于，针很细有一定的电阻值，因此，电流不见得会很大。铜铝箔毛刺系在生 产过程造成，可观察到的现象是电池漏电太快，多数可被电芯厂或是组装厂筛检出来。而且，由于毛刺细小， 有时会被烧断，使得电池又恢复正常。因此，因毛刺微短路引发爆炸的机率不高。 这样的说法，可以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，但是却鲜少发生爆炸事 件，得到统计上的支持。因此，内部短路引发的爆炸，主要还是因为过充造成的。

　　因为，过充后极片上到处 都是针状锂金属结晶，刺穿点到处都是，到处都在发生微短路。因此，电池温度会逐渐升高，高温将电 解液气体。这种情形，不论是温度过高使材料燃烧爆炸，还是外壳先被撑破，使空气进去与锂金属发生激烈 氧化，都是爆炸收场。 但是过充引发内部短路造成的这种爆炸，并不一定发生在充电的当时。有可能电池温度还未高到让材料 燃烧、产生的气体也未足以撑破电池外壳时，消费者就终止充电，带手机出门。这时众多的微短路所产生的 热，慢慢的将电池温度提高，经过一段时间后，才发生爆炸。消费者共同的描述都是拿起手机时发现手机很 烫，扔掉后就爆炸。