隨著鋰電池爆炸起火的事件不斷發生，你們是否談鋰變色，恐而遠之？
今天我來從專業的角度分析一下鋰電池爆炸起火的根本原因！解決你們的憂慮！
一、鋰電池爆炸起火的因素分析
鋰離子電池主要由正極材料、負極材料、電解質和隔膜組成，主要依靠Li+在兩個電極之間的充放電往返嵌入和脫嵌工作。電池一般採用含有鋰元素的材料作為正極材料，但有些材料化學穩定性和熱穩定性較差，在過充、撞擊、短路過程中很容易引發火災及爆炸事故。
除了正極材料外，負極材料的好壞直接影響鋰離子電池的性能，傳統碳負極材料易在電解液中形成固體電解質界面膜，引起初始容量的不可逆損失，降低首次充放電的效率，其次，由於碳負極的電位接近金屬鋰的電位，當電池過充時，碳負極表面易析出金屬鋰，從而可能形成鋰枝晶，引起短路。鋰電池發生火災事故機理如下圖所示。
鋰離子電池火災事故形成機理
因此我們從過充、短路（鋰枝晶、外界撞擊、隔膜缺陷）等方面進行研究鋰離子電池火災產生的機理，了解鋰離子的過充行為以及由此引發熱失控的影響因素。
二、過充對鋰離子電池內部的影響
通過對鋰離子電池內部組成原理與熱反應機理進行了大量過充電的實驗研究表明，環境溫度越高，過充危險性越大，電池達到的溫度就越高，達到最高溫度的時間就越短。而且，循環次數越多，電池爆炸的時間節點越早，這是因為電池經過多次充放電後，不可逆的充放電過程會給電池的內部結構造成微小缺陷，這種缺陷在大倍率過充情況下會凸顯現出來，對電池的安全性能造成不利影響。
日常生活中，過充這種安全隱患屬極為常見的現象，在過充過程中，鋰電池的電壓會失去控制持續上升，處於貧鋰狀態的正極材料會分解放熱，當正極電勢升至電解液氧化分解電勢時，電解液會在正極表面氧化分解，釋放出大量氣體和熱量。
實驗表明，發現起火前電池內溫度比電池外溫度高出140℃，提出電池內部熱量的迅速累積是正極材料和電解液反應的結果，這一系列不可逆反應都可能使電池內壓和溫度急劇上升，導致電池鼓脹破裂，引起火災和爆炸。
三、短路對鋰離子的影響
鋰電池的電極材料、電解質均是易燃物，極易出現損壞，導致電池內短路，短路鋰電池中儲存的巨大能量就會快速以熱的形式釋放出來，這種快速放熱行為會造成電池內部溫度劇烈升高，高溫下電解液易引燃，引發電池整體燃燒，如果附近有易燃物則會造成爆炸，威脅人們的安全和健康。
四、鋰電池短路的原因
鋰枝晶鋰電池在過度充電、充放電循環過程時，會造成負極表面的鋰沉積不均勻，容易形成枝晶，此時鋰枝晶生長明顯，枝晶脫落或折斷時，產生「死鋰」，造成鋰的不可逆。當尖銳枝晶穿透隔膜，使正負極發生短路並處於自放電狀態，伴隨大量熱量產生，使鋰電池著火甚至發生爆炸。
過度充電是鋰離子電池過熱的主要原因，極片上的針狀鋰金屬結晶會引發微短路，逐漸升高的電池溫度會將電解液氣化、電池組內壓升高，使電池內部發生激烈氧化反應，引起電池燃燒。進一步解釋的是過充引發的燃燒不一定發生在電池充電，可能發生在材料未燃燒、電池外殼未撐破，隨著電池內部熱量的積聚到電池自然的溫度，就發生自燃甚至爆炸。在鋰電池過度放電時，會導致負極碳片層結構出現塌陷，當再次充電使用時，極易出現內部短路，引發火災。
外界撞擊鋰離子活性強且初爆溫度低，當遭受高空墜落物撞擊時，或受到速度約為3.5m/s的物體自由落體撞擊時，在其內部瞬間產生25J的能量，使電池的溫度升高120℃，熱量迅速積蓄到電池初爆溫度，引發熱失控及連鎖反應式的爆炸，極易造成嚴重的人員傷亡。例如2012年5月26日凌晨，深圳一輛比亞迪E6動車被豪華跑車從左後部劇烈撞擊後起火，造成車上3人死亡。
隔膜缺陷高飛等用AHP法計算出影響鋰離子電池火災危險的主要因素是隔膜，原因在於隔膜的熱釋放速率且產生的生煙性參數值（CO、CO2）含量相對較大，隔膜的不完全燃燒導致煙氣比較多，容易刺激人體皮膚及呼吸道，妨礙滅火救援工作展開。同時，鋰電池在切割過程中，極片寬的邊緣容易出現切割毛刺，這些毛刺一旦刺穿隔膜將發生電池內部短路，通過塗覆無機/有機塗層能極大的改善隔膜性能，避免切割毛刺帶來的火災（短路）安全隱患，極大的改善電池安全性和提高電池的性能。
五、鋰電池爆炸起火的處理對策
金屬鋰的相對密度僅為水的一半，高溫燃燒時鋰很快熔融為液態，滅火劑打到鋰表面很容易造成滅火劑的「沉沒」現象，文獻中對鋰火災的滅火試驗，觀察發現液態鋰在表層流動而不能滅火的現象。所以撲救鋰電池火災要先分析鋰火災的特殊性，正確選取滅火劑，才能正確地採取撲救方法及處置措施。
1、合理選用滅火劑，科學處置鋰火災
高溫下鋰金屬具有極高的反應活性，如果單純的使用化學抑制、隔離、冷卻滅火劑（如：水成膜泡沫、二氧化碳、ABC乾粉滅火劑），使得滅火劑無法在燃燒鋰金屬表面形成有效隔絕空氣的覆蓋層，一旦停止施加滅火劑，金屬就可能復燃。目前採用Lith-Ｘ或者銅粉滅火劑（驅動氣體採用稀有氣體氬氣），一方面銅粉通過反應生成活性較低的銅-鋰合金，鈍化液態鋰表面而起到滅火作用，另一方面可以迅速將燃燒產生的熱量散出，使得燃燒著的鋰迅速降溫以降低燃燒強度，最終撲滅鋰電池火災。
2、注意保持安全距離，正確處理緊急情況
對於鋰電池生產、儲存火災，現場指揮員應該第一時間與工程技術人員聯繫，詳細詢問鋰電池的種類、數量，正確選用滅火劑。同時設置觀察哨，合理規劃消防車的行車路線，發現隨時有發生爆炸的可能，提前發出指令，迅速撤出戰鬥，確保消防員自身安全。
3、現場監控熱失控溫度，防止復燃發生
對於鋰電池火災，一定要增加火場用水量降低電池內部的溫度，利用噴霧或者開花水槍進行冷卻，降低電池表面及內部的溫度，一定意義上減少了電解液的排氣，防止電池內部發生復燃，有效保護了電池的安全性。