锂元素作为电池领域的“王者”，为何频频与危险相连？造成锂电池爆炸的主要原因是什么？现在来揭开锂离子电池“王炸”的秘密。

一般而言，电动汽车起火自燃往往是其内部的锂离子电池组自燃所导致的。随着近年来新能源汽车的推广，基于锂离子电池的电动汽车（也包括手机等）已经曝出了多起自燃、爆炸的新闻。锂离子电池早已，并且将在未来一段时间持续充斥于我们的生活当中，其安全性问题自然成为大家关注的热点。

锂金属是自然界中最轻、电极电势最低的金属，这意味着同样质量的金属之中，锂可以携带最多的电荷，并提供最高的电池电压，是电池中的“王者”金属。尽管人们往往将锂离子电池简称为“锂电池”，但事实上锂离子电池中并没有金属单质锂。现代主流的电极材料中，负极多为石墨，而正极多为各类锂盐。

由于锂本身性质活泼，如果不将锂离子加以限制，而是将锂离子直接还原为锂金属，那么在锂沉积的过程中，总有部分位点会有锂离子先沉积下来。先沉积下来的锂离子被还原为锂金属，成为带电更多的“尖端”。尖端周围形成更强的电场，诱导后续更多锂离子优先加速沉积，这种现象被称为锂沉积的“马太效应”。因此，大量尖锐而分形的锂枝晶会不断形成，最终刺穿隔膜，造成电池内部短路，从而使得电池内部电解液分解，导致电池自燃、爆炸。

因此，尽管锂金属单质可以提供更大的容量、更高的功率。但锂金属单质的析出，进而产生枝晶，是造成锂电池爆炸的重要因素之一。“王炸”近几十年来，真正使锂离子电池拥有如今夺目光辉的，恰恰是前述的那些白白占据重量、拉低电池容量的碳、钴、氧们。

然而，“王”依然会爆炸——即使王仅仅以离子的身份穿梭于电池内部，而没有以其单质的本尊就坐于电池之内，但还是会由于种种原因而产生意外。万变不离其宗，电池的爆炸基本都可以归结为以下两种失控：热失控与电失控。

热失控是电池内部缺陷或外界意外导致的，主要是由于电池内部短路。短路电流会产生大量的热量，使得有机电解液分解-电池鼓包-最终电池破裂-自燃-爆炸。在非撞击的情况下，电池内部结构或材料的缺陷也可能会导致热失控。如正极、负极的金属极片可能存在一些切割、加工所造成的锋利凸起，会划伤脆弱的隔膜，从而导致电池持续性内短路，最终引发电池热失控；而如果电池材料有杂质，造成锂离子不进入“格子间”，而是沉积在电极材料表面，就会形成“析锂”现象，产生尖锐的锂枝晶，刺破隔膜而热失控。

电失控往往来自于人祸。如果电池已经被完全充电，但电路控制系统并没有结束充电过程，或者放缓充电速度，将会使得电池过度充电，产生电失控。一种情况是已经没有锂离子可以继续迁移到负极从而沉积，那么电池内部的有机电解液将在电极上分解，从而产生大量气体，导致电池鼓包、爆炸。另一种是过度充电，但锂离子“格子间”不够导致的析锂电失控。当电池充满时，还有自由锂离子可以迁移至负极，而负极的石墨“格子间”已经被填满，此时锂离子只能沉积在石墨外侧析出锂金属单质从而产生枝晶，刺穿隔膜，引发热失控后导致电池自燃、爆炸。还有过度追求快速充电也可能会导致电失控：在电池已经快要充满的时候，大电流的充电将可能使锂离子过快地来到负极，但来不及进入格子间，同样会产生锂金属单质。

因此，初期的积累将在后期产生巨大的差异性，合理设计的多重安全闸门的充电管理系统对预防电池热失控至关重要。