電池膨脹損壞

　　外殼特性

　　锂，原子序數3，原子量6.941，是***輕的堿金屬元素。為了提升安全性及電壓，科學家們發明了用石墨及钴酸锂等材料來儲存锂原子。這些材料的分子結構，形成了納米等級的細小儲存格子，可用來儲存锂原子。這樣一來，即使是電池外殼破裂，氧氣進入，也會因氧分子太大，進不了這些細小的儲存格，使得锂原子不會與氧氣接觸而避免爆炸。

　　保護措施

　　锂電池芯過充到電壓高于 4.2V 後，會開始産生副作用。過充電壓愈高，危險性也跟着愈高。锂電芯電壓 高于 4.2V 後， 正極材料内剩下的锂原子數量不到一半， 此時儲存格常會垮掉， 讓電池容量産生******性的下降。 如果繼續充電，由于負極的儲存格已經裝滿了锂原子，後續的锂金屬會堆積于負極材料表面。這些锂原子會 由負極表面往锂離子來的方向長出樹枝狀結晶。這些锂金屬結晶會穿過隔膜紙，使正負極短路。有時在短路 發生前電池就先爆炸，這是因為在過充過程，電解液等材料會裂解産生氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓漲破 裂，讓氧氣進去與堆積在負極表面的锂原子反應，進而爆炸。

　　因此，锂電池充電時，一定要設定電壓上限， 才可以同時兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。***理想的充電電壓上限為 4.2V。 锂電芯放電時也要有電壓下限。 當電芯電壓低于 2.4V 時， 部分材料會開始被破壞。 又由于電池會自放電， 放愈久電壓會愈低，因此，放電時******不要放到 2.4V 才停止。锂電池從 3.0V 放電到 2.4V 這段期間，所釋放 的能量隻占電池容量的 3%左右。因此，3.0V 是一個理想的放電截止電壓。 充放電時，除了電壓的限制，電流的限制也有其必要。電流過大時，锂離子來不及進入儲存格，會聚集 于材料表面。

　　這些锂離子獲得電子後，會在材料表面産生锂原子結晶，這與過充一樣，會造成危險性。萬一 電池外殼破裂，就會爆炸。 因此，對锂離子電池的保護，至少要包含：充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項。一般锂電 池組内，除了锂電池芯外，都會有一片保護闆，這片保護闆主要就是提供這三項保護。但是，保護闆的這三 項保護顯然是不夠的，全球锂電池爆炸事件還是頻傳。要确保電池系統的安全性，必須對電池爆炸的原因， 進行更仔細的分析。