随着便携式电子产品的日益流行，充电式锂电池成为了不可或缺的电源产品，并成为独占小型二次电池市场的技术。

2006 年，因为一个配备某品牌电池的戴尔计算机起火事件后，不仅烧出厂商的巨额赔偿，也连带动摇锂电池的使用者信心。缘此，许多国际标准发展组织、以及美日等相关产业联盟便开始合议讨论，期望找出事故背后的缘由，并研究相应的对策。然而，实际情况往往不如想象中的简单。在诸多的锂电池起火和爆炸事件背后，其实隐含着更多不同层面的核心问题，值得大众深切思考与反省。

本文将带领读者找出锂电池危安事件的“黑匣子”，并窥探产品安全检测人员在探索问题的本质后，为了更精确评估电池的安全性所逐步发展的检测方法。

电池设计不良是肇事的潜在原因

在便携式电子产品的多元设计与一日千里的发展下，锂电池的性能不断遭到系统厂商挑战。举例来说，最普及的圆柱型锂电池 18650，其电容量已从早期的 1200mAh 发展到现今的 2600mAh 以上，在产品的材料配方没有相应地大幅改变的前提下，电容量的发展却已超过两倍之多。

当技术开发速度赶不上需求的时候，被牺牲的往往是产品的安全与品质。

为增加锂电池的效能而作出的不当设计，必然会提高产品的潜在危险性。这其中最常见的例子就是通过减少锂电池的隔离膜厚度，增加活物质的填充，以提升电容量。在此条件下，若有异物混入电池内部、或有锂针晶物 (Dendrite) 的产生，便有极大机率刺穿过薄的隔离膜而造成内短路；内短路的发生将可能引起电池的热失控 (Thermal Runaway) 效应，并导致电池起火、或爆裂等危险事故。

良好的电池设计还包括需有防止危险效应扩张的足够容受力，即当电池发生内短路时，锂电池的结构和材料设计的搭配，必须要有抑制起火和爆炸的能力。

制程的控管缺失扩大锂电池的危安

除设计不良，许多的锂电池危安事件发生原因可归究到制造流程的品质管理失当。例如，上述的电池回收事件，就是因为生产线上的生产治具磨损，所产生的金属屑混入电池中，使产品在终端使用中引发内短路，而造成过热、起火或爆炸。过去两年多来，包含 UL 在内等许多国际标准组织不断地召开制程规范提案的讨论会议，不过在众多因应不同设计所拟出的制程技术中，想要订出一套通用且具体的法则确实不易。

制程规范可以进一步提升产品品质、并减少危险的发生率，但却无法有效降低问题发生时的危险程度，然而若制造厂可订出有效的制程与品管控制策略，仍是实务上预防事故的重要措施之一。

电池模块的最后保护防线常因成本考虑被牺牲

在大功率、大容量或大电压的应用需求下，锂电池通常用上串并联的方式操作，若通过外部电子电路等的保护设计，便可在事故发生前防止电池继续运作，或消除后续的危险状态。

举例来说，为允许电池能在异常状况发生的最初始阶段将电路截断，可针对电池组内部个别电池的充 (放) 电状态、高温侦测与断路器 (Circuit Interrupt Device) 装置，加设保护的装置；另外，使用不同材料的电池系统也有不同的安全操作范围，系统设计若能同时考虑电池本身的能力范围，也可有效地预防因操作不当所带来的危险事故。

不过以上极为实用的安全解决方案，在今日电子产品价格处于日渐低廉的趋势下，往往因为需要投入许多的资金，而被简化以控制产品的总体成本，潜在的危险便随之产生。

因此如何在成本、性能以及安全的三重考虑间取舍并兼顾平衡，往往是业者所需要面临的抉择课题。

UL 研发总部的改良式安全验证技术

电池的设计与制程失之亳厘，差之千里。为了更准确的评估电池的安全性，过去有许多专家提出不同的测试方法。在早期，安全评估人员是利用铁钉穿刺电池的方式企图造成内短路，不过由于每个电池的短路程度无法精准控制，而且穿刺造成的破洞会让热量和电解液释出并造成实验误差；之后，日本电池协会在 2006 年底提出“强制短路测试”(Forced Internal Short Circuit Test) 的评估方式，将电池外壳移除后，在电极卷中埋入微细金属颗粒，再经由辗压仿真单层短路状态，不过此方法在电池拆解与样本制备过程中，容易造成实验误差且也有安全的疑虑。

在深入探究各种安全评估方法的缺失后，UL 研发总部在 2007 年着手开发“短路仿真测试”，并通过一再的研究，改良了传统穿刺测试的缺点，突破性地提出“钝针压刺测试”(Blunt Nail Crush Test)。

UL 所提出的新测试方法不仅简单，且可以允许在不穿透电池外壳的情况下，控制短路的程度。在实际运作上，仅需使用一个钢材质钝针的工具，在电池中心以 0.1mm/s 的慢速压刺，来同时侦测电池开路电压的变化量，便可以精确的量测、并控制电池内短路的程度。

此方法已于 2007 年底在 UL 1642 暨 UL 2054 安全标准技术小组 (Standard Technical Panel , STP) 会议中发表，并获得与会者高度认同与肯定；2009 年初，更获 SAE J2464 提案，可望在未来电动车电池安全测试中，进一步地规范类似的短路仿真测试方法。目前 UL 为了确保这个测试方法的适用性，已计划进一步通过“材料分析”与“失效模式分析”等技术改良实验的方法，希望从中为业者找出更实用的安全评估解决方案。

安全是锂电池技术持续发展的重要命脉

电池可谓便携式电子产品的心脏，因为它是电子产品的能量来源、和关键的运作核心。因此一旦使用者对电池安全性产生疑虑，便会影响市场对产品的信心与信赖度。总结来说，电池的安全性对于电子产品的持续发展，有着举足轻重的影响。

在早期信息产业正在快速发展的阶段，锂电池的安全性很容易被忽略，而今层出不穷的锂电池危安事故，正不断地发出警讯——这颗电器心脏已不堪负荷，未来业者在开发新材料以及拓展新应用领域的同时，应不忘思考其安全问题背后的本质和重要性，锂电池技术才得以进一步的发展与延续。