1. 摘要

随着手机、笔记本、平板电脑、数码相机等便携式数码产品的普及以及功能的不断增加，对所使用的电池容量和寿命不断提出更高的要求。一款电子产品的电池是否具有更长的待机时间和充放电使用次数成为消费者选择数码产品的重要考量依据。同时，城市机动车尾气排放所带来的酸雨、雾霾、温室效应等环境问题日益突显。环境保护，和谐可持续发展的理念开始深入人心。使用电池作为动力电源的新能源电动汽车能够减少甚至消除汽车污染气体的排放，改善城市空气质量。2014年7月国务院颁布了《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》。厦门市政府也于2015年3月出台了《厦门市新能源汽车推广应用实施方案》，提出要支持新能源汽车产业发展。一时之间，人们对新能源汽车的热情高涨。2015年我国新能源汽车产销量突破35万辆，成为全世界最大的新能源汽车推广国家。然而，随之而来的电池容量衰减、电池寿命不足等产品质量问题，甚至是手机电池爆炸、新能源汽车自燃起火等重大安全问题也日益凸显。近年来发生的电池安全事故为我们对电池的安全使用敲响了警钟。这些事件当中，自然与电池本身的特性和质量有关。但是不正确地使用了电池，也是引起电池事故的原因之一。现在我们就来正确认识认识电池产品。

2. 电池的定义和分类

电池是通过电化学氧化还原反应将活性材料内部储存的化学能直接转化为电能的装置。相比能量转化受到卡诺循环限制的内燃机（转换效率~40%），电池直接将化学能转化为电能，因而具有更高的能力转换效率（~80%）。电池可按多种不同的方式进行分类：

按能否再充电分类：

u      原电池/干电池：又叫一次电池，电能使用完后不可再充。一次电池的主要代表有：锌/碳电池、镁电池和铝电池、碱性二氧化锰电池、氧化汞电池、锌/氧化银电池和锌/空气电池、锂原电池等。

u      蓄电池/储能电池：又叫二次电池，电能使用完后可再充电。二次电池的主要代表有：铅酸电池、铁电极电池、镍/镉电池、镍/锌电池、镍/氢电池、镍/金属氢化物电池、氧化银电池、锂离子电池等。

按电解液酸碱性分类：

u      碱性电池：电解质主要以氢氧化钾水溶液为主。碱性电池的代表有：碱性二氧化锰电池、镉镍电池，镍氢电池等；

u      酸性电池：电解质主要以硫酸水溶液为介质。酸性电池的代表是铅酸电池；

u      有机电解液电池：电解质主要以有机溶液为介质的电池。有机电解液电池的代表有：锂原电池、锂离子电池等。

3. 锂离子电池安全事故分析

锂离子电池由于具有高质量比能量和长循环寿命的特点，正在加速替代传统铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池等，并逐渐成为电池市场的主流。但是针对锂离子电池容量衰减、寿命不足等产品质量问题，甚至是电池起火爆炸等安全事故的报道也是逐渐增多。燃烧或者爆炸通常是因为热量集聚无法扩散，累计到起火点，或者热量在一定空间内集聚到一定程度的情况下发生的。作为电池，归结起来，上述情况发生通常归结于以下四种原因：

1．  内部短路：结构或工艺缺陷导致极耳内插、隔膜包裹富余过少、毛刺、内部析锂枝晶导致隔膜穿孔等。极耳内插往往出现在厚电池且内并联的结构中，极耳绝缘不到位，在后续成品加保护板或使用过程容易导致内部急性短路从而出现燃烧或爆炸。

2．  外部短路：1AH以下的电池外短路导致的燃烧后爆炸不多见，通常都是出现鼓胀或极耳烧断。动力电池或大容量手机电池外短路导致的燃烧的情况较多。外部短路一般是由于使用不当导致的。比如装金属外盒时不考虑极耳绝缘，在装机现场就出现电池冒烟燃烧；动力电池结构固定措施不足，在用户使用过程中电池组晃动引起电池外部绝缘保护膜破损或者连接线皮破损，最终导致短路燃烧。

3．  过充爆炸：这是最危险的。当用户不按要求使用匹配的充电器，从而破坏保护线路且用户往往充电都是不限时的。这种情况很有可能由于过充电而导致电池爆炸。此外，电池配组不合理且保护板失效也会导致电池过充爆炸。

4．  电池本身的材料不过关。电池正负极活性材料或隔膜质量的不过关，可能会在标定的电压电流下产生过热，从而发生事故。

4. 电池的安全使用建议

基于以上分析，如果能够正确使用锂电池，尽可能避免以上情况的发生，就可以有效的避免电池安全事故的发生。我们对电池的安全使用做如下梳理：

1．  避免频繁深度充放电：锂电池几乎没有记忆性，许多消费者在使用锂离子电动自行车或者锂电数码产品时，喜欢把电量用到一点不剩（保护板保护）之后再去充电。很多人认为这是一种激活电池的做法。在锂电池的使用中，电量完全用完再充电的情况叫做深度充放电。其实，深度充放电是许多消费者在使用锂电池时候的一个重大误区。科学家们通过反复实验得出的结论是：深度充放电次数在其他环境情况恒定的条件下和电池寿命是成反比的，过多的深度充放电会导致电池寿命过早结束。而长时间使用寿命结束的锂离子电池则极易造成电池鼓胀等情况，从而引发爆炸。

2．  避免过充放电：一些消费者经常喜欢在设备的电量充满后再充一会儿电，让自己的设备待机的时间更长一些。但是很多人所不知道的是，长期的过充和过放情况都会对锂电池性能产生严重损伤和破坏，严重的就会引发爆炸等极端情况。所以电池充电满了就好，如果一直插在充电器上，很有可能会酿成悲剧。有多起电池起火事故都是由于夜间过充电导致的。

3．  避免过大的充放电电流：在充放电的时候应该保证充电器的电流和用电器的负载电流在规定范围之内。过高的电流负载极易引起电池的内部短路，从而引发电路的安全隐患。同理，对于充电器的输出电压和电流，道理也是一样的。所以我们在使用充电器的时候，要使用和电池匹配的充电器。不同产品的充电器不能混用。否则在过大充电电流的情况下将会导致电池鼓胀甚至爆炸。同时也要注意看看充电器到底是否合格。

4．  正常的工作环境。锂离子电池对于温度是极其敏感的，如果长期处于冰点以下使用，可能对电池寿命造成极大影响和危害。而长期放在过热的环境下，则会大幅缩减电池的寿命，严重的则由内压增大引发爆炸，即使没有爆炸，电池也会在高温中迅速报废。手机电池爆炸的事故中，大部分原因就是因为其工作环境的高温所导致的。

5. 结束语

作为一种清洁高效的能量来源，电池特别是锂离子电池在各类电子产品、电动汽车、储能电站等领域的运用发挥着不可替代的作用。在日常消费类电子产品中，更高容量和更长寿命的电池能够为消费者提供更长时间和更多功能的影音娱乐体验。在电动汽车中，高性能的锂离子电池能够为电动汽车提供更长的行驶里程，减少污染尾气排放，净化城市空气。在储能电站领域，大容量的锂离子电池更够为风能、太阳能等清洁可再生能源的储存提供更高效的途径，减少全社会对传统石化能源的依赖，减少环境污染。电池的质量安全，一方面是要靠电池生产企业的安全设计和规范生产，另一方面也要靠消费者的安全规范使用。质检部门也应该建立完善的质量安全监管体系，为广大消费者的权益和人身安全提供坚实的保障。

张杰