你的手机是不是也这样：刷十分钟视频就发烫，玩一局游戏感觉能煎蛋，边充边玩更是烫得让人难受……摸着那滚烫的机身，看着电量飞快下降，心里直发毛——这么烫，电池会不会炸了？
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其实多数时候，手机真正发热的是处理器，它并不会真的爆炸。但为什么一摸到烫，第一反应就是“电池要炸”呢？为什么锂电池“易燃易爆”的印象如此根深蒂固？我们又为何离不开它呢？
手机的构造。图源：上海科技馆
锂电池里都有哪些成分？
在探究电池爆炸原因前，先来认识一下它的结构：以手机常用的三元锂电池为例，主要包含正极（镍钴锰酸锂）、有机电解液、负极（石墨）和隔膜。当然，里面并没有那种会和水剧烈反应的金属锂。
锂电池结构及充放电过程示意。来源：作者
电池的充放电过程，实则是电池各材料界面中发生的氧化还原反应。这些反应在可控时能稳定产生电流和电压，满足日常用电需求。一旦失控，危险便可能发生。
锂电池的特别之处
锂电池在各类电池中拥有最高的单体工作电压、能量密度、功率密度，也是最轻的。这种高性能源于对材料的精细调校。但就像硬币两面，性能提升也意味着安全余量的缩减。
从电解液来看，锂电池常用碳酸酯类有机电解液。它提供稳定的高电压窗口，支持手机运行和处理速度。各种电解液体系的电化学窗口，有机溶剂的电压远高于水。来源：参考文献[3]
同样的，镍钴锰酸锂正极和石墨负极依靠“超级能装”的层状空间结构，赋予锂电池高容量优势，让设备保持轻便小巧。
层状结构的富锂锰基正极的电镜照片（左）和对应的结构示意图（右），其中黄色小球是嵌入电极层间的锂离子。来源：参考文献[4]
当这些精选材料被紧密压缩封装，便形成了锂电池——这个信息时代的优秀能源。但有机电解液极易燃，正极材料遇热会分解出氧气。这样一来，小小的锂电池中已具备燃烧两项要素，距离爆炸仅一步之遥。
当然，一般游戏导致的处理器发热还远不到点火温度。
锂电池中另一个关键材料是隔膜。它负责隔离正负极，是电池化学反应可控运行的保障。隔膜需要非常轻薄，以便离子快速穿梭实现快充。但类似塑料袋的隔膜也很脆弱，电池老化或外界极端时可能破损。正负极接触后短路会剧烈放热，加上之前的易燃条件，便构成了完整的燃烧链条——锂离子炸弹。
锂电池燃烧实验，随时间变化的多级燃烧。来源：参考文献[5]
如何保护电池？
好在科学家和工程师早已考虑周全。针对这些安全隐患，他们在薄弱环节做了多重防护。例如，在电解液里添加阻燃剂提升燃点，电极表面构筑保护层（SEI）抑制枝晶生长，用陶瓷涂覆隔膜增强韧性。
同时，合格的锂电设备还需复杂的电池管理系统（BMS）。它像管家一样实时监控电池状态，一旦电压、电流、温度异常，立即通过降频、限流甚至断电来应对。
对于更大型的电动汽车电池，数百倍于手机容量和复杂的电芯结构增加了风险。除了BMS，它还配备坚固的物理防护、先进的液冷散热系统和精准泄压防爆阀，以应对极端情况。
但如果是劣质锂电池或非法改装，这些防护措施便可能失效……
