要了解電池安全問題，我們需要了解電池的工作原理。電池有兩個電極，其中一個電極上有正電離子，被稱為陰極。陰極是存儲“燃料”的地方，里面充滿鋰元素。另一個電極上有負(fù)電離子，稱為陽極。

在充電的時候，鋰離子從陰極移動到陽極。而在使用電池的時候，鋰離子從陽極移動到陰極。在陰極和陽極之間的化學(xué)物質(zhì)稱為電解質(zhì)，它可以幫助電離子移動，傳導(dǎo)電流，目前的電解質(zhì)主要是液態(tài)的(后文會提到固態(tài)電解質(zhì))。

雖然電離子需要從一個電極移動到另一個電極，但兩個電極本身絕對不能接觸。所以電池制造商在陰極和樣機(jī)之間插入了隔板。

“現(xiàn)在的隔板做得真的很薄，這樣電池也就能更加纖薄。”電池設(shè)備制造商CADEX的創(chuàng)始人和首席執(zhí)行官布赫曼(IsidorBuchmann)說。

而GalaxyNote7電池的問題就是隔板存在缺陷，沒能正確隔開兩個電極。“這是最糟糕的情況之一，因為電池很有可能起火甚至爆炸。”亞徹說。

電解質(zhì)本身不太穩(wěn)定，電離子在其中的移動也帶來了不穩(wěn)定性。當(dāng)有大量的熱量產(chǎn)生時——無論是通過兩個電極互相接觸還是僅僅因為外部過熱——電解質(zhì)可能會與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體，釋放更多的熱量。隨著化學(xué)反應(yīng)的反復(fù)發(fā)生，氣體以越來越快的速度釋放越來越多的熱量。這個過程將產(chǎn)生“熱失控”，并可能導(dǎo)致起火燃燒。

這就是為什么很多手機(jī)在過熱時會自動關(guān)機(jī)的原因。不過電池爆炸也可能是其他原因引起的。電池過度充電或充電過快，都有可能導(dǎo)致電池起火或者爆炸。

電池過充往往是廠商的責(zé)任

過度充電就像在水桶里裝入太多的水。水桶里裝入太多水不要緊，因為水會溢出。但對于電池來說，過度充電時，會有過多的鋰元素進(jìn)入陽極。

普林斯頓大學(xué)的材料科學(xué)家丹斯特恩加特(DanSteingart)表示，電池就像是橡皮筋。當(dāng)你給電池充電時，就好像是在拉伸橡皮筋;當(dāng)你使用電池的時候，就好像是放開橡皮筋。如果你過度拉伸橡皮筋，它就會斷掉，而給電池過度充電，它也同樣會壞掉。

但過度充電并不是用戶的錯誤，因為大多數(shù)電池都有自動防過充的功能。但是如果制造商在生產(chǎn)過程中把關(guān)不嚴(yán)，電池電路存在故障，無法自動防止過充，那問題就大了。

此外，充電太快也是一個問題。快速充電意味著在短時間內(nèi)向電池充入太多電能，這就是“快速充電技術(shù)”的危險所在。如果充電器與電池不兼容，電池也可能短路。

我們可以將電池想象成兩個雞蛋板條箱。鋰離子需要在這兩個雞蛋板條箱之間穿梭，以便穩(wěn)妥地堆積在里面。如果你緩慢充電，鋰離子有足夠的時間在板條箱里找到自己的位置。但是，如果充電過快，或者充電過度，鋰離子就會在板條箱外面堆積起來。然后，每次充電時鋰離子都會自我堆積，形成被稱為“樹突”的針狀結(jié)構(gòu)，它們可以導(dǎo)致短路電池。

電池事故的另一個常見原因是制造商試圖通過提高電壓使電池儲存更多電能。電壓就像瀑布的高度，而電流就像流水的水量，瀑布越高，下面的流水就越多。同理，電壓越高，電池里存儲的電能就越多。所以，制造商試圖通過在電池中加入像鎳元素(或其他元素)使電壓升高。但是，電壓越高，電解質(zhì)越容易產(chǎn)生化合作用，從而導(dǎo)致起火或爆炸。