为什么电池会鼓包？新能源车也会鼓包吗？
作者：时光
审核：阿氯
从鼓起的手机后盖说起
一天晚上，笔者收到了朋友发来的一张图片，表示自己的手机后盖可能因为电池“鼓包”被顶碎了，整个画面惨不忍睹。
人们对这一幕其实并不陌生。2017年，苹果的iPhone 8 x系列手机上市仅一周，全球各地就出现了多起新机刚拆封或充电时屏幕被鼓包的电池顶开弹出的事故。
现代手机、电脑、平板等设备通常采用软包锂离子电池（锂聚合物电池），典型的软包锂离子电池由三层核心组件构成：正极、负极和隔膜，在结构上非常紧凑。其中，正极是涂有锂金属氧化物（如钴酸锂）的铝箔，负极是涂有石墨的铜箔，它们之间用一层允许锂离子通过的微孔隔膜隔开，整个结构浸润在电解液中。
电池充电时，在外部电流的驱使下，锂离子脱离正极的晶格中（化学上称为脱嵌），游过中间的电解质，精准地钻进负极的晶格间隙里（称为嵌入）。此时，锂离子与碳原子紧密结合，形成了稳定的LiC₆结构；放电时，锂离子又从负极脱嵌，重新嵌入到正极的晶格间隙中。锂离子在固体晶格之间“来回穿梭”而不是以金属形态直接沉积，这使得电池具备了较高的安全性和循环寿命。
这套“嵌入-脱嵌”的可逆机制，正是现代锂离子电池能够反复充放电的核心原理。2019年，瑞典皇家科学院将诺贝尔化学奖授予约翰·班尼斯特·古迪纳夫（John B. Goodenough）、斯坦利·惠廷厄姆（Stanley Whittingham）和吉野彰（Akira Yoshino），表彰他们开发了可商业化的锂离子电池体系。今天我们手机里的那一块薄薄的软包锂离子电池，本质上就是这三位科学家研究路线的延续。
但随着电池反复充放电、老化，电池内部的副反应逐渐增多，比如：电解液受热分解生成气体、SEI 膜（固态电解质界面，是锂离子电池在首次充电过程中，电解液在负极表面还原分解形成的纳米级钝化膜）在过充或高温不断破坏又重新生成、甚至锂金属析出等。由于电池外壳是严密封闭的，这些副反应产生的气体无法有效排出，就会在电池密闭壳体内积累，使电池逐渐膨胀，最终导致电池“鼓包”。
既然反复充放可能引起电池鼓包，那能不能一直将设备插在电源上呢？虽然现代设备配备大多配有电池管理系统（BMS），能够在外接电源接入且电池满电后自动切换为由电源直接为硬件供电（从而避免了物理意义上的电池过充），但这并不意味着电池就处于绝对安全的休眠状态。从电化学的微观层面看，电池长期维持在100%的满电状态，意味着正负极之间的电势差始终处于最高水平，锂离子都去了负极，负极处于高度嵌锂状态。这种状态被称为“高荷电状态（High SoC）应力”，副反应在这张状态下更容易发生。同时，笔记本电脑在高负载运行时产生的高温会进一步通过机身传导给电池，进一步增大了电池鼓包的概率。
从更科学的维护角度来看，锂电池最理想的环境维持在20%到80%的电量区间内。在这一区间内，锂离子在正负极晶格间的嵌入与脱嵌过程最为顺畅，晶格的膨胀与收缩也处于最稳定的可逆范围，内部电压压力适中，电解液的分解速度也降至最低。这就是为什么现在的智能设备纷纷引入“电池健康管理”功能，人为地将充电上限锁死在80%的原因。这种做法虽然牺牲了表面的续航时间，但换取了更长的电池物理寿命，推迟了鼓包现象的发生。
此外，环境温度的影响也不容忽视。在极寒环境下强行大电流充电会导致锂离子来不及进入负极晶格而在表面析出金属锂结晶（析锂），而在高温下长期存放则容易引发电解液的分解。
为什么鼓包的电池不能戳？
话说回来，如果电池鼓包了该怎么处理呢？鼓包的软包锂离子电池看起来像一个蓬松的小枕头。这样的外表有时会让人们产生一种错觉：如果把电池戳破放气，电池瘪了就能恢复正常重新使用了。这种想法其实很危险，大家最好不要因为好奇而尝试。
实际上，真正危险的不是“放气”，而是“戳”这一行为可能造成的内部短路。当尖锐物体刺穿电池时，原本被隔膜分开的正极和负极会直接接触，形成短路通道。短路时电流骤增，根据焦耳定律：
产生的热量与电流平方成正比，电池将释放出大量热能，迅速将邻近的电解液蒸发，产生大量挥发性溶剂气体。电池中的电解液主要由有机碳酸酯类溶剂构成，这类物质的自燃温度很低，当内部温度迅速超过临界值时，蒸发出的可燃蒸气就会被高温点燃。
更严重的是，这种升温并不会自动停止。当温度升高到约 80–120°C 时，电池内部的 SEI 膜开始分解。在更高的温度下，隔膜开始收缩甚至熔化，部分正极材料还会在高温下释放氧气。这些过程本身都是放热反应，释放的热量又进一步提高温度，形成自我加速的正反馈链条，最终可能表现为起火甚至爆燃。
面对电池鼓包，正确的做法是立刻关闭设备电源，断开与充电器的连接，并尽快联系专业维修人员更换电池。像笔者朋友手机的这种情况（电池已经严重鼓起，顶裂手机外壳），如果无法立即找到维修人员处理，建议先隔离在不易燃的空间里（如用不锈钢盆罩在瓷砖上），不要挤压或击打设备。
新能源汽车也会鼓包吗？
如今，新能源汽车正在全球范围内快速普及，各大车企采用的主流电池是锂离子电池。都是锂电池，那新能源汽车的电池会像手机电池一样鼓包吗？
事实上，虽然都是锂电池，但新能源车的电池在设计上与手机/电脑使用的软包锂离子电池并不相同。新能源车的电池通常由数百个乃至上千个电芯组成，每个电芯都有独立的电解质、隔膜和电极，被密闭在防火、防液体泄漏的模组（多个电芯的组合）和电池包（最终装在车底的箱子）中。电池包内部通常配备电池管理系统（BMS）、温度传感器以及液体冷却系统，用于实时监测电压、温度与电流状态，并在异常时主动切断电路或降低功率。
因为电芯被金属壳体和具有刚性外壳的模组约束，即便单个电芯内部发生产气膨胀，也不容易像手机那样直接“鼓起外壳”。更多情况下，电芯内部压力过高会触发安全阀排气（这通常也意味着电芯已经失效），或在极端条件下导致局部热失控引发冒烟燃烧。因此，电动车电池出现鼓包的情况相对少见，但这并不代表不存在内部膨胀风险。
不过，这并不意味着电动汽车没有安全隐患。2025 年 10 月 23 日，上海的一辆理想汽车 MEGA 2024 款纯电 SUV 因动力电池冷却系统存在设计缺陷而发生了热失控火灾。市场监管部门随即发布了召回公告，要求召回约 11,411 辆相关车辆，原因是车辆冷却液抗腐蚀性能不足，可能导致电池在极端条件下热失控。此外，如果电池长时间过充、过热或遭受碰撞撞击，也有起火冒烟的风险。
未尽之路
面对锂电池鼓包和起火的隐患，学界一直在寻求根本的解决方案，全固态电池便是一种被寄予厚望的技术。这种电池尝试用固体电解质（如硫化物、氧化物或固态聚合物体系）替代传统以液态有机溶剂为主体的电解质。
前文提到，传统锂离子电池的电解液具有挥发性和可燃性，一旦电池受到刺穿或内部短路，温度迅速升高时电解液就会蒸发并参与燃烧，从而放大热失控过程。全固态电池在定义上不含液态电解液，锂离子通过固体电解质迁移，因此从材料层面消除了可挥发有机溶剂这一主要燃烧源，这使其在热稳定性方面具备潜在优势。
话虽如此，电池中储存的化学能并不会因为电解质变为固体而消失。在极端条件（例如内部短路导致的局部高温、锂金属在负极析出的枝晶穿透电解质、正极材料在高温下分解释放氧气，或严重机械冲击引起结构破坏等）下仍可能触发放热反应并演变为热失控。全固态体系削弱了部分风险来源，却并未从物理上消除能量释放的可能性。
目前全固态电池技术仍面临成诸多挑战，需要更多时间成熟，但它展现出的安全优势无疑给未来的电池安全带来了希望。未来，随着新技术不断推进，我们有望彻底告别电池鼓包的烦恼，拥有更安全可靠的移动电源。
参考资料
- Shi, A. One Major Way Smartphone Batteries Can Catch Fire—and How to Prevent It[EB/OL]. iFixit, 2022-11-17 [引用日期：2026-03-03]. https://www.ifixit.com/News/69041/how-batteries-can-catch-fire-and-how-to-prevent-it
- Wang, C.; et al. Swelling Mechanisms, Diagnostic Applications, and Mitigation Strategies in Lithium-Ion Batteries[J/OL]. Batteries, 2025, 11(10): 356 [引用日期：2026-03-03]. DOI: https://doi.org/10.3390/batteries11100356
- Heilweil, R. How to Build a Better Battery[EB/OL]. Vox (Recode), 2022-04-18 [引用日期：2026-03-03]. https://www.vox.com/recode/23027110/solid-state-lithium-battery-tesla-gm-ford
- 新华社. 固态、液态、半固态……一文了解锂电池[EB/OL]. 新华网, 2025-10-23 [引用日期：2026-03-03]. https://www.news.cn/finance/20251023/053b7908c3304ee294f177c53bf0ec97/c.html
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