設計規范

由于全球手機有數億只，要達到安全，安全防護的失敗率必須低于一億分之一。由于，電路板的故障率一般都遠高于一億分之一。因此，電池系統設計時，必須有兩道以上的安全防線。常見的錯誤設計是用充電器(adaptor)直接去充電池組。這樣將過充的防護重任，完全交給電池組上的保護板。雖然保護板的故障率不高，但是，即使故障率低到百萬分之一，機率上全球還是天天都會有爆炸事故發生。

電池系統如能對過充、過放、過電流都分別提供兩道安全防護，每道防護的失敗率如果是萬分之一，兩道防護就可以將失敗率降到一億分之一。常見的電池充電系統方塊圖如下，包含充電器及電池組兩大部分。充電器又包含適配器(Adaptor)及充電控制器兩部分。適配器將交流電轉為直流電，充電控制器則限制直流電的最大電流及最高電壓。電池組包含保護板及電池芯兩大部分，以及一個PTC來限定最大電流。

電芯以手機電池系統為例，過充防護系利用充電器輸出電壓設定在4.2V左右，來達到第一層防護，這樣就算電池組上的保護板失效，電池也不會被過充而發生危險。第二道防護是保護板上的過充防護功能，一般設定為4.3V。這樣，保護板平常不必負責切斷充電電流，只有當充電器電壓異常偏高時，才需要動作。過電流防護則是由保護板及限流片來負責，這也是兩道防護，防止過電流及外部短路。由于過放電只會發生在電子產品被使用的過程。因此，一般設計是由該電子產品的線路板來提供第一到防護，電池組上的保護板則提供第二道防護。當電子產品偵測到供電電壓低于3.0V時，應該自動關機。如果該產品設計時未設計這項功能，則保護板會在電壓低到2.4V時，關閉放電回路。

總之，電池系統設計時，必須對過充、過放、與過電流分別提供兩道電子防護。其中保護板是第二道防護。把保護板拿掉后充電，如果電池會爆炸就代表設計不良。

上述方法雖然提供了兩道防護，但是由于消費者在充電器壞掉后，常會買非原廠充電器來充電，而充電器業者，基于成本考慮，常將充電控制器拿掉，來降低成本。結果，劣幣驅逐良幣，市面上出現了許多劣質充電器。這使得過充防護失去了第一道也是最重要的一道防線。而過充又是造成電池爆炸的最重要因素，因此，劣質充電器可以稱得上是電池爆炸事件的元兇。

當然，并非所有的電池系統都采用如上圖的方案。在有些情況下，電池組內也會有充電控制器的設計。例如：許多筆記型計算機的外加電池棒，就有充電控制器。這是因為筆記型計算機一般都將充電控制器做在計算機內，只給消費者一個適配器。因此，筆記型計算機的外加電池組，就必須有一個充電控制器，才能確保外加電池組在使用適配器充電時的安全。另外，使用汽車點煙器充電的產品，有時也會將充電控制器做在電池組內。

最后的防線

如果電子的防護措施都失敗了，最后的一道防線，就要由電芯來提供了。電芯的安全層級，可依據電芯能否通過外部短路和過充來大略區分等級。由于，電池爆炸前，如果內部有鋰原子堆積在材料表面，爆炸威力會更大。而且，過充的防護常因消費者使用劣質充電器而只剩一道防線，因此，電芯抗過充能力比抗外部短路的能力更重要。

鋁殼電芯與鋼殼電芯安全性比較鋁殼相對于鋼殼具有很高的安全優勢。