一、過充

過充電通過破壞電極結構、催生鋰枝晶刺穿隔膜，形成內短路，進而觸發不可逆的熱失控鏈式反應。這一過程不僅源于電化學反應的失衡，更與材料熱穩定性、電池設計（如隔膜性能、散熱能力）密切相關。因此，電池管理系統（BMS）的過充保護功能、電極材料的熱穩定優化，是預防該類事故的關鍵。

正常充電時，鋰離子在正負極間有序移動。但過充電時，正極材料（如鈷酸鋰）會因過度“丟” 鋰離子而結構崩塌，釋放氧氣；負極則因接受了足夠的鋰離子后，多余的鋰會在表面像樹枝一樣生長，形成尖銳的“鋰枝晶”。電池中間的隔膜像一層紙，用來隔開正負極。鋰枝晶越長越尖，會戳破隔膜，讓正負極直接接觸，形成 “內短路”。此時電池內部電流突然變大，局部溫度瞬間升高。內短路產生的高溫會點燃一系列危險反應。

當鋰電池發生過充電時，正極材料晶格結構發生畸變，處于熱力學不穩定狀態的過渡金屬氧化物開始分解，釋放出高活性的氧氣。這些氧氣迅速擴散至電解液中，與含有碳酸酯類有機溶劑（如碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等）的電解液發生劇烈氧化還原反應。在自由基鏈式反應驅動下，反應速率呈指數級增長，瞬間釋放出大量反應熱，使局部溫度急劇升高，為熱失控的發生提供初始熱源。

二、過放

當鋰電池發生過放電時，其正極材料晶格結構會因電化學應力產生不可逆破壞，材料顆粒破碎后形成尖銳的活性物質碎片。這些碎片穿透隔膜后，將在正負極之間建立導電通路，引發內短路故障。短路電流產生的焦耳熱會觸發電池內部的熱分解、SEI 膜分解及電解液氧化等一系列放熱副反應，當產熱速率超過散熱能力時，便會導致電池熱失控。

在正常放電工況下，鋰離子通過電解質與隔膜組成的傳輸通道從負極脫嵌并嵌入正極。當發生過放電過程時，正極材料的鋰化程度突破熱力學穩定區間，其層狀晶體結構中的鋰離子發生過度脫嵌，引發晶格畸變與結構坍塌，形成具有銳利棱角的活性物質碎片；與此同時，負極材料因持續的鋰離子脫嵌導致層間應力失衡，層狀結構發生扭曲與斷裂，進而引發金屬鋰的不可逆析出。盡管該過程形成的鋰沉積物相較于過充電形成的鋰枝晶在形態上缺乏規則性，但其產生的不規則鋰顆粒仍對電池內部安全構成顯著威脅。

三、防護

避免過充過放引發鋰電池內短路，需從技術防護、使用規范、材料優化等多維度入手，核心是控制電壓邊界與溫度閾值，即“電壓 - 溫度雙控。BMS 與充電器構筑硬件防線，用戶規范使用是基礎，而材料升級（如固態電池）和結構優化（熱隔離）則從本質上提升安全性。就像開車時既要遵守限速（電壓邊界），也要檢查剎車（BMS 保護），才能最大限度降低事故風險。