鋰電池起火與爆炸的原因分析｜安全隱患與防範對策
- 有限公司 邦友資源科技
- 17小时前
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前言
鋰電池因其高能量密度、重量輕、充放電效率高，被廣泛應用於智慧手機、筆記型電腦、電動車（EV）、智慧穿戴設備等。然而，鋰電池在使用過程中若設計不良、操作不當或外力損壞，可能發生起火甚至爆炸，對人身安全與財產造成威脅。近年來，全球多起電動車、手機、筆電起火事件都與鋰電池相關，讓消費者對其安全性產生疑慮。
本文將深入探討鋰電池起火與爆炸的主要原因，並分析如何透過技術改進與日常使用習慣降低風險。
一、鋰電池起火與爆炸的主要原因
鋰電池發生燃燒或爆炸的根本原因在於熱失控（Thermal Runaway），當電池內部溫度過高，導致電解液分解，進一步觸發劇烈的化學反應，釋放大量熱量與可燃氣體，最終引發火災甚至爆炸。
常見導致熱失控的因素如下：
1. 過充與過放電（Overcharging & Overdischarging）
過充電：當充電電壓超過鋰電池設計極限（如 4.2V 以上），會導致電池內部的鋰離子過度積累，使電解液分解並產生大量氣體，進而引發膨脹、起火或爆炸。
過放電：當電池電壓過低（如低於 2.5V），電池內部材料可能發生不可逆損壞，導致內部短路風險增加，後續充電時容易發生異常發熱。
📌 案例： 2016 年 Samsung Galaxy Note 7 手機因電池過充問題導致多起燃燒事件，最終被全球召回。
2. 內部短路（Internal Short Circuit）
鋰電池內部由正極、負極與電解液組成，這些材料之間由**隔離膜（Separator）**分隔，避免正負極直接接觸。但如果以下情況發生，可能導致內部短路，引發起火：
隔離膜損壞：電池過度充放電、老化或外部擠壓可能導致隔離膜破裂，造成短路。
金屬雜質污染：製造過程中若混入金屬微粒（如鐵屑），可能穿透隔離膜，造成短路並引發熱失控。
電極材料劣化：長時間使用後，鋰電池內部的電極可能發生枝晶（Dendrite）生長，刺穿隔離膜並導致短路。
📌 案例： 2020 年特斯拉 Model S 在美國發生起火事件，調查顯示可能是電池內部短路導致熱失控。
3. 外部物理損壞（Physical Damage）
鋰電池受到刺穿、擠壓或撞擊時，可能導致內部結構破裂，導致短路或電解液洩漏，引發火災。
交通事故：電動車發生碰撞時，電池組可能受到衝擊，導致短路並起火。
刺穿或摔落：若手機或筆電電池因不慎跌落或刺穿，可能導致內部損壞並產生異常發熱。
📌 案例： 2021 年中國某電動車因發生車禍，電池包損壞後自燃，火勢持續超過 3 小時才被撲滅。
4. 高溫環境與熱積累（Overheating & Thermal Buildup）
鋰電池對高溫敏感，當環境溫度過高（如 超過 60°C），可能導致電池內部化學反應加速，引發熱失控：
夏季暴曬：長時間放置在高溫環境（如汽車內）會導致電池溫度升高，增加起火風險。
散熱不良：電池設計若未能有效散熱（如筆電過度堆疊電池模組），可能導致局部過熱。
快速充電：某些快充技術可能造成瞬間高電流，若未經過妥善的散熱設計，可能導致電池異常升溫。
📌 案例： 2019 年 Apple MacBook Pro 部分機型因電池過熱風險，被美國 FAA 禁止帶上飛機。
二、防範鋰電池起火與爆炸的對策
1. 選購安全認證的鋰電池產品
避免購買來路不明的山寨電池，應選擇具備CE、UL、PSE、CCC 等國際安全認證的產品。
優先選擇磷酸鐵鋰電池（LFP）：相較於三元鋰電池，LFP 電池具有更高的熱穩定性，不易發生熱失控。
2. 正確使用與存放鋰電池
避免過充或過放電：使用原廠充電器，並避免長時間插著充電。
避免高溫環境：不要將手機、筆電、電動車長時間放置在太陽下曝曬。
避免擠壓或刺穿電池：不要坐在手機上，避免鋰電池受到外力擠壓或變形。
3. 定期檢查與維護鋰電池
留意電池膨脹：若發現電池膨脹，應立即停止使用，並尋找專業回收管道處理。
避免自行拆解電池：鋰電池內部含有易燃物質，私自拆解可能導致短路與起火。
4. 企業與政府層面應對措施
提高鋰電池設計安全性：如開發固態電池（Solid-state Battery），降低熱失控風險。
加強法規管理：政府應規範鋰電池的生產、回收與處理，確保安全性標準符合國際要求。
結論
鋰電池雖然為現代電子產品與電動車提供了高效能源解決方案，但其潛在的起火與爆炸風險不容忽視。了解其可能的風險來源，如過充、內部短路、外部損壞與高溫環境，並採取相應的預防措施，能有效降低事故發生機率。隨著電池技術的進步，如固態電池與智能電池管理系統（BMS）的發展，未來鋰電池的安全性將進一步提升，為消費者帶來更穩定可靠的能源選擇。
※以上資料僅供參考
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