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软包锂离子电池采用轻质、灵活的铝塑薄膜包装，通过实现时尚、紧凑的设备设计，彻底改变了消费电子产品。从智能手机和笔记本电脑到尖端的可穿戴技术，这些软包电池为我们最亲密的数字伴侣提供动力。然而，它们独特的结构虽然在能量密度和外形尺寸方面具有显着优势，但也带来了与刚性圆柱形或棱柱形电池不同的特定安全考虑。两种最关键和最明显的故障模式是膨胀，在极端情况下，热失控会导致火灾。本手册提供了十项重要的、可操作的措施，消费者、工程师和设备制造商可以实施这些措施，以显着降低这些风险，并确保软包电池在整个生命周期中的安全运行。
在采取预防措施之前，了解根本原因至关重要：
膨胀（电池膨胀）：这是由密封袋内部产生气体引起的。气体通常由以下物质产生：
电解液分解：在过度充电、过热或长期降解过程中发生。
寄生副反应：电极和电解液之间发生的反应，尤其是当电池长时间保持高充电状态或发生轻微内部短路时。
膨胀的电池是失效且有潜在危险的电池。压力表明内部化学物质受损。
热失控和火灾：这是一种灾难性的、自加速的放热反应。它可以通过以下方式触发：
外部虐待：物理渗透（刺穿）、挤压或暴露于极端的外部热量。
内部滥用：严重过充电、深度放电或内部短路失控。
热传播：来自一个故障电池的热量点燃电池组中相邻的电池。
易燃有机电解质和阴极材料释放的氧气为这一过程提供了燃料。
为什么有效：充电器是第一道防线。经认可的充电器经过精确校准，可提供正确的恒流 (CC) 和恒压 (CV) 曲线，并在电池的最大安全电压（通常为每节电池 4.2V 或 4.35V）处准确停止充电。普通或假冒充电器可能会对电池过度充电，迫使多余的锂进入阳极，导致锂沉积和电解液分解，直接导致气体产生和热不稳定。
措施：除非明确认证为兼容，否则切勿在不同设备之间替换充电器。寻找官方安全标志（UL、CE 等）。
工作原理：热量是锂离子电池所有退化和故障机制的主要加速器。室温以上每升高 10°C (18°F)，化学副反应（以及由此产生的气体）的速率大约会增加一倍。低于 0°C (32°F) 的冷充电可能会导致锂金属沉积在阳极上，形成枝晶，从而导致内部短路。
行动：
切勿将设备置于阳光直射、汽车仪表板上或加热器附近。
在大量使用或充电期间，如果设备明显变热，请从保护套中取出设备。
充电前让冷电池升温至室温。
工作原理：铝塑袋虽然重量坚固，但其保护性远不如钢罐。刺穿袋子会立即导致内部短路，几乎立即释放所有储存的能量作为高温，导致火灾或爆炸。严重弯曲会使内层分层，形成微短路。
措施：小心处理设备。如果设备遭受重大影响，请检查并监测是否存在发热或肿胀等异常情况。除非经过专业培训，否则切勿尝试拆卸设备以取出软包电池。
工作原理：虽然现代设备和充电器具有保护电路，但仍可能会发生故障。进入故障状态的无人值守充电设备有更多时间发展到危险状态。隔夜充电通常还会使电池在数小时内保持 100% 的充电状态，这对化学性能造成了压力。
措施：在您可以观察到的地方为设备充电，最好是在白天。如果必须过夜充电，请在远离床上用品或窗帘的不易燃表面（例如瓷砖、金属托盘）上进行充电。
工作原理：定期将电池电量耗尽至 0%（设备关闭）会对电极造成压力。更重要的是，如果电池处于深度放电状态（每个电池<2.5V）数周，铜集电器可能会开始溶解，导致充电时发生灾难性故障。以 100% 电量存储会加速电解质分解。
行动：
当电池电量降至 20-30% 左右时尝试充电。
对于长期存放（数月），请先将电池充电或放电至大约 50-60%，然后再关闭电源并存放在阴凉处。
为什么有效：造口袋肿胀是内部故障和压力增加的警告信号。继续使用或充电可能会导致袋子密封破裂，将高反应性材料暴露在空气中，从而引发火灾。肿胀还会对设备造成物理损坏。
行动：
立即关闭设备电源。
请勿刺穿、按压或尝试对电池进行“放气”。
请勿给设备充电。
将设备放置在不易燃表面上的防火容器中。
请联系设备制造商或专业电子废物回收商，获取安全处置说明。请勿将其丢弃在普通垃圾中。
工作原理：设计时必须考虑安全性。设备外壳是电池的第一道保护屏障。
行动：
充足的通风：设计设备外壳时考虑热管理，以防止电池周围热量积聚。
物理保护：包括刚性内部结构或支架，以保护软包电池免受其他组件的弯曲、挤压或冲击。
准确的电量计：确保电池管理系统（BMS）准确测量电压和温度，以防止过度放电和过度充电。
工作原理：所有电池都会随着时间的推移而退化。旧电池经受了更多的化学应力，其内部隔膜可能已变弱，从而增加了内部短路的风险。
措施：对于使用时间超过 2-3 年的设备，要更加警惕。注意诸如意外快速耗尽、正常使用过程中过热或设备外壳开始变形或膨胀等迹象（这是内部电池膨胀的明显迹象）。
其原理：假冒或低质量的软包电池通常使用劣质材料（例如不稳定的阴极材料、薄的或有缺陷的隔膜）并且缺乏适当的制造质量控制。它们可能不包括基本的内部安全功能，例如电流中断装置 (CID) 或稳定的多孔分离器。
措施：从授权且信誉良好的零售商处或直接从制造商处购买设备和更换电池。警惕那些看起来好得令人难以置信的交易。
原理：在罕见的电池起火事件中，了解如何反应可以防止受伤并控制损坏。
行动：
小型电子设备火灾（手机/笔记本电脑）：如果有，请使用 D 类灭火器（用于金属火灾），或使用大量水来冷却电池并防止热传播。用沙子或灭火毯窒息也有帮助。
切勿使用传统的 A/B/C 类灭火器来扑灭锂电池火灾，因为它可能不起作用。
疏散并致电紧急服务：对于任何重大火灾，请优先疏散并致电消防部门。电池起火可能很剧烈并释放有毒烟雾。
软包锂离子电池卓越的能量密度伴随着安全处理的责任。这十项措施不是为了培养恐惧，而是为了促进对我们每天携带的先进技术的知情尊重。通过了解故障机制（主要是化学滥用产生的气体和物理/电气滥用造成的热失控），我们可以养成简单、主动的习惯。
通过一致应用这些原则，大多数安全事故都是可以预防的：使用正确的充电器，避免极端温度，防止物理损坏，并注意电池膨胀的明显警告信号。对于制造商来说，当务之急是设计能够保护和正确管理这些强大能源的设备。通过将智能设计与知情使用相结合，我们可以继续享受灵活、高性能软包电池的优势，同时最大限度地降低风险，确保它们在我们的互联世界中仍然是一种安全且强大的技术。
