鋰電池,，全稱鋰離子電池,，在放電時候，鋰離子從負(fù)極到正極,，最終嵌入正極,；充電時候,，鋰離子從陰極到陽極，最終嵌在負(fù)極石墨上,。

　　鋰離子來回?fù)u擺,，正負(fù)極始終不相接觸，通過外電路相連,，在鋰離子遷移的同時,，外電路相應(yīng)的電子運動，產(chǎn)生電流,。這就是電池的基本奧義,，可充電放電。如果正負(fù)極直接接觸,，造成短路,，電能轉(zhuǎn)換成為熱能，就會造成短時間溫度飆升失控，進(jìn)而燃燒爆炸,。防止電池內(nèi)部陰陽極短接保證電池使用安全,，這就是電池的第二奧義。電池中,，隔離陰陽極的組件稱為隔離膜(板),，它是一層具有一定強(qiáng)度的多孔結(jié)構(gòu)高分子聚烯烴膜，也就是一層有孔的塑料,。

　　電池在長期使用過程中,，因為充放電時正極負(fù)極材料的微觀結(jié)構(gòu)變化的不可逆，導(dǎo)致整個電芯體系的體積會有所增大,，特別是高能量密度和快速充電的電池。高能量密度電芯設(shè)計會采用克容量(單位重量可充電量)更高的正負(fù)極材料,，這些材料的特性之一就是嵌入鋰離子時體積增大程度更甚,。電芯膨脹會對隔離膜產(chǎn)生一個擠壓/拉伸作用，這時候隔離膜有較大的破損風(fēng)險,。這次燒的三星note7電池,，在現(xiàn)在主流手機(jī)廠商/型號中，能量密度是最高的(見下表,，數(shù)據(jù)來自各官網(wǎng)資料),，還都使用了1.2C快充。風(fēng)險不可謂不高,。按照三星之前的分析,，SDI電池起火的有一部分原因就壞事在隔離膜上。

　　主流廠商電池對比

　　一個是電芯隔離膜Overhang不夠,，一個是電池在充放電時候,，因為異物顆粒的緣故，隔離膜受到擠壓,，導(dǎo)致隔離膜片破損,。電池設(shè)計制造從業(yè)者應(yīng)該從一開始就識別出這種安全風(fēng)險高的缺陷，并加以防控,。特別是對于動力電池來說,，幾十甚至上百倍的單體容量，一旦發(fā)生短路,，產(chǎn)生的能量失控釋放后果是更加嚴(yán)重,。

　　Overhang，是指隔離膜多出正負(fù)極極片之外的部分,，一般會根據(jù)電池極片的寬度加上相應(yīng)的設(shè)計余量來規(guī)定,。Overhang的設(shè)計要考慮電芯制造過程和使用過程中隔離膜的尺寸變化。

　　比如,，現(xiàn)有鋰電池體系對于電芯內(nèi)部的水含量要求比較嚴(yán)格,，因為水分會導(dǎo)致電池在充放電時候產(chǎn)生更多的副反應(yīng),，消耗電解液，損壞正負(fù)極活性表面,，改變活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)等,，使電池的可充放電性能下降，縮短電池使用壽命,。

　　所以,，電芯都會有一個高溫除水的工序，這時候,，聚烯烴隔離膜因為熱記憶效應(yīng),，會產(chǎn)生熱收縮，造成尺寸減小,，陰陽極接觸的風(fēng)險會增加,！另外再說異物顆粒。電芯在整個制造過程中,，非常容易帶入異物顆粒,，比如：隔離膜來料異物，隔離膜處理引入,，正極負(fù)極顆粒掉落,，機(jī)器磨損產(chǎn)生金屬顆粒，空氣塵埃,，員工操作引入等,。這些顆粒由于導(dǎo)電性能，顆粒大小,，顆粒硬度,，顆粒表面幾何形狀等，擠破隔離膜的風(fēng)險也不盡相同,。異物顆粒較多的電池,，往往電壓降較快，使用壽命較短,，隨著電池使用時間的增加,，這種電芯短路燃燒的風(fēng)險也更大。如此大的短路風(fēng)險,，是否有方法能夠識別呢,？

　　參考沿用電子電器行業(yè)的絕緣性測試方法，現(xiàn)在大部分的電池廠都會對電芯進(jìn)行絕緣性測試,。美標(biāo)/國標(biāo)針對電器的絕緣性測試是一個擊穿測試,，在受測元件的兩端加上一個高電壓，如果絕緣隔離單元存在缺陷或者絕緣性能不夠，就會出現(xiàn)漏電流,，視為導(dǎo)通,，記錄擊穿電壓。一般絕緣線纜的擊穿電壓要求在2000V以上,。電芯進(jìn)行絕緣性測試時,，是進(jìn)行耐壓測試，通常是規(guī)定一個電壓,，加載在電芯兩端,，如果電芯阻值小于某個規(guī)定值，即視為短路,。

　　對于隔離膜存在缺陷或者因為Overhang不足導(dǎo)致陰陽極直接接觸的情況,，這時候的短路電阻一般都在kohm級別以下。對于存在異物顆粒,，特別是導(dǎo)電性較好/危險系數(shù)較高的金屬顆粒的情況下,，其檢出電阻一般在快接近Mohm級別的水平。耐壓測試一般被認(rèn)為是無損測試,，其測試過程可以等效為一個電容充電過程，在撤去測試電壓后,，攜帶電荷會很快散盡,。但是在導(dǎo)電顆粒存在的地方，甚至?xí)纬苫冸妶?，產(chǎn)生尖端放電,，將隔離膜擊穿，電壓越高,，這種表現(xiàn)越明顯,，顆粒檢出的概率就越高。

　　電池安全事大,，不可不察,，裸電芯絕緣性不可不關(guān)注也。