行動電源為什麼有時候會
起火？
包包裡鼓起來的行動電源、邊充電邊睡著的手機——「沒想到真的會燒起來」這樣的新聞，你可能也看過。平常明明用得好好的，為什麼會發生這種事？我們先從電池內部看起。
行動電源掉到地上，撞到了角。外觀看起來完好無損，也能正常充電。「應該沒事，就這樣繼續用吧」——你這麼想，當天晚上又把它放在枕頭邊充電入睡。
數小時後，「啪」一聲輕響過後，煙霧開始迅速冒出，這樣的情況並不罕見。從摔落到起火，有時要花上數小時甚至數天。「一直都能用」並不代表「一直都安全」。
為什麼會發生這種事呢？關鍵就在電池內部的構造。
危險的理由，只有兩個
行動電源的內部，是正極側和負極側的薄片，連同易燃液體一起緊緊捲在一起的構造。為了不讓兩者直接接觸，中間只隔著一層薄如紙張的隔膜。
受到撞擊或不當充電，導致這層隔膜破損時，正極和負極會直接接觸，產生巨大電流。產生的熱又會促使周圍發生反應，而這個反應又會再產生熱——如此不斷連鎖下去。
正因為這兩點同時存在，行動電源起火才被視為一種「不知道何時會發生，但一旦開始就很難阻止」的現象。讓我們一項一項，用生活化的方式來看看。
理由1：電池內部就像「瑞士捲」一樣的構造
把行動電源打開來看，內部是像瑞士捲一樣，把薄薄的片材一圈圈捲起來的構造。片材大致分成兩種：正極側的片材，以及負極側的片材。這兩片之間，充滿了易燃液體。
如果正極側和負極側的片材直接接觸，電流就會失去去處、瞬間大量湧入，產生巨大電流（短路）。為了防止這種情況，兩片之間只夾著一層薄如紙張的隔膜。我們平常能夠安全使用，靠的就是這薄薄一層。
理由2：一旦開始發熱，為什麼難以停止
隔膜破損後產生的熱，會讓周圍的易燃液體進一步發生反應。這個反應又會產生熱，進而促使反應繼續進行——形成熱不斷引發更多熱的狀態。如果是普通的營火，只要隔絕周圍的空氣（氧氣），火就會熄滅。但電池正極的材料，往往具有在反應過程中自行釋放氧氣的性質，即使從外部阻隔空氣，反應有時仍不會停止。
而且，隔膜破損的當下，未必會立刻起火。就像開頭的場景一樣，受損之後發熱逐漸加劇，數小時後、數天後才起火的案例也曾被報告過。「現在沒事」不代表「之後也沒事」，原因就在這裡。
導致隔膜破損的原因，不只是摔落或擠壓這類外部衝擊。使用非原廠的劣質充電器，或是在極端高溫的場所（如烈日下的車內）充電、存放，據信也可能讓內部長出細小的金屬突起，進而刺傷隔膜。即使外觀看不出任何損傷，也不能掉以輕心。
- 使用經過認證的充電器與充電線，例如標有PSE標章的產品。劣質產品有時對電流、電壓的控管並不完善。
- 避免在棉被裡、枕頭邊，或可燃物上方充電。請在一旦發生異常也能立刻察覺的地方充電。
- 摔過、遭受過強烈撞擊、或已經鼓起的電池，請不要再使用。即使外觀看起來沒事，內部也可能已經受損。
- 使用中或充電中，若發現異常發熱、怪味、或鼓起，請立刻停止充電並拔下插頭，將其放在遠離易燃物的金屬托盤或水泥地等處。
- 若已經冒煙或起火，請不要勉強撲滅，立刻離開現場避難，並撥打119報案。
- 讓手機或行動電源邊充電邊使用10～20分鐘後，輕輕觸摸機身
- 確認是「微微溫熱」的程度，還是「燙到拿不住」
平常充電時，通常只會停留在「微微溫熱」的程度。先了解這種感覺，之後就能更容易察覺本文提到的「異常發熱」。如果燙到拿不住，請立刻停止充電並拔下插頭。
總結
行動電源之所以有時會起火，並不是因為它「容易壞」。①內部由易燃液體與薄薄的隔膜構成、②隔膜一旦破損，就會開始熱不斷引發更多熱的連鎖反應——據信正是這兩點同時發生時，才會導致意想不到的後果。
外觀完好，不代表內部也完好。
受損的電池，有時會延遲起火。
關於電池究竟是如何儲存能量的，這個機制本身，這篇文章有詳細說明。
想知道更多 ― 用語、公式，以及與教科書的連結從國中理科到大學專業科目，明確標示這是哪個程度的內容
- 國中國中理化課程範圍
- 高中高中「化學基礎」「物理基礎」課程範圍
- 高中＋高中「化學」課程，或教科書中屬於延伸、專欄性質的內容
- 大學高中不會教，屬於大學專業科目（電化學）的內容
- 研究中連大學都還不會當作「定論」教授，是研究者目前正在調查中的內容
國中用語：這個現象是有名字的
- 鋰離子電池：本文說明構造的電池正式名稱。廣泛應用於手機、行動電源、電動車等產品。
- 正極・負極：本文「正極側・負極側」的正式稱呼。
- 隔膜（Separator）：本文所說的「薄隔膜」。是一層樹脂製成的薄膜，用來防止正極與負極直接接觸。
- 電解液：本文所說的「易燃液體」。負責搬運離子的液體，多數情況下使用的是可燃性的有機溶劑。
- 短路：正極與負極直接連通，導致大電流瞬間流動的狀態。
- 熱失控（Thermal Runaway）：本文「停不下來的發熱」的正式名稱，指發熱不斷引發更多發熱，溫度持續急遽上升的狀態。
國中高中用公式驗證：一顆電池，蘊藏了多少能量
以常見的手機用行動電源為例，來估算一下內部儲存的能量有多大。這裡使用的單位是mAh（毫安培小時）、V（伏特）、Wh（瓦特小時）、J（焦耳）。
| 用符號寫 | W ＝ Q × V （升溫幅度為 ΔT ＝ W ÷ ( m × c )） |
| 用文字寫 | 電池能量 ＝ 可儲存的電量（容量）× 電壓 |
| 公式從何而來 | 電力 ＝ 電壓 × 電流，電力量 ＝ 電力 × 時間（國中理化）。電流 × 時間即為容量，因此容量 × 電壓即為能量 |
| W | 電池儲存的能量（單位為瓦特小時，或焦耳） |
| Q | 容量＝可取出的電量（單位為安培小時） |
| V | 電池的電壓（單位為伏特） |
| m・c | 要加熱的水的質量（kg）與比熱（每1kg約4200焦耳每度） |
| 電池容量 | 3000 mAh（＝3.0 Ah，常見機種的參考值） |
| 電壓 | 約3.7 V（鋰離子電池單一電芯的參考值） |
| 將1L水加熱1℃所需的熱量 | 約4200 J（水的比熱參考值） |
| 能量（Wh） | 3.0 × 3.7 ＝ 11.1（Wh） |
| 換算成焦耳 | 11.1 × 3600 ＝ 39960（J） |
| 能將1L水加熱幾度 | 39960 ÷ 4200 ≒ 9.5（℃） |
換算下來，一支手機的電池，蘊藏著能將常溫的1L水加熱將近10℃的能量。這個計算終究只是理想狀態下能完全取出能量的參考值，但在手掌大小的零件裡，濃縮了這麼大的能量，這一點被認為與火災發生時的猛烈程度有關。
高中＋大學正確說明理由2：熱失控的化學反應
高中＋當隔膜破損發生短路時，大電流會集中在該處，造成局部溫度上升。這樣的溫度上升，有時會引發正極材料的分解反應。
大學多數鋰離子電池的正極，使用的是金屬氧化物。當溫度超過某個門檻值，這種正極材料就會分解，發生一邊釋放氧氣、一邊發熱的反應。釋放出來的氧氣，又會進一步加速周圍電解液（可燃性有機溶劑）的分解與燃燒。即使從外部阻斷氧氣供應，電池內部仍會持續產生氧氣，因此一般「隔絕氧氣以滅火」的滅火觀念，往往難以直接套用。這也是鋰離子電池火災被認為「難以撲滅」的原因之一。
📖 關於電池的機制與熱失控，更深入的內容：維基百科「鋰離子二次電池」（日文）
大學為什麼不是受損當下，而是延遲一段時間才起火
每次充放電時，鋰離子都會在正極與負極之間來回移動。若反覆進行低溫下的快速充電或過度充電，負極表面有時會長出針狀的金屬鋰結晶，稱為樹枝狀結晶（Dendrite）。這種結晶會逐漸生長，據信有時會在某一天刺穿隔膜、引發短路。之所以不是在受損的當下、而是數小時後、數天後才起火，據信正是因為損傷或樹枝狀結晶的生長是緩慢進行的，直到某個時刻才引發短路。
研究中目前還不完全清楚的部分
鋰離子電池雖然是廣泛使用的技術，但其安全性方面，仍有一部分還在持續研究。
- 如何事先判斷哪顆電池、何時會起火，目前尚未建立確立的方法。研究者正在開發從充放電時電壓的細微特徵、內部電阻的微小變化來及早偵測異常的演算法，但這些技術究竟能在多大程度上實際導入產品，據信仍在開發之中。
- 不易燃電解液的開發，也仍在進行中。研究者正在開發用不易燃的液體取代易燃有機溶劑，或是完全不使用電解液的「全固態電池」，但據信要兼顧性能與成本，仍有課題待解決（關於儲電機制本身的研究，也可參考另一篇文章）。
- 即使是同一型號的電池，為什麼只有部分會起火，這種個體差異的原因尚未完全釐清。一般認為與製造時極微量的雜質，或組裝過程中的些微差異有關，但究竟是多細微的因素成為導火線，仍在持續調查中。
也就是說，本文的內容，也僅止於「目前已知範圍內的說明」。文中介紹的預防方法，是從致因機制推導出的合理對策，但並不保證僅靠這些就能防止所有事故。
與教科書的連結（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文位置 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化・電流與電池的基本概念 | 正極・負極的基本概念，圖1 |
| 高中 | 化學基礎・電池與離子 | 正極・負極・電解液等用語，能量計算 |
| 高中＋ | 化學・氧化還原反應（多作為延伸內容處理） | 正極材料分解與發熱反應的入門 |
| 大學 | 電化學・材料科學 | 熱失控的化學反應、樹枝狀結晶的生長與短路 |
| 研究中 | 電池工程學・安全工程學（尚未解決） | 異常的及早偵測、不易燃電解液與全固態電池、個體差異的原因 |
| ― | 防災・安全教育 | 使用經認證的充電器、存放與充電地點的講究、發現異常時的處理 |
- 總務省消防廳「リチウムイオン電池等の火災に関する注意喚起」（總務省消防廳〔日本〕「關於鋰離子電池等火災的注意呼籲」，充電中的事故案例、初期應對的思維方式）。
- 獨立行政法人製品評価技術基盤機構（NITE，日本國家品質技術評估中心）發布的行動電源・鋰離子電池相關產品事故資訊。
- 電化學・電池工程學教科書中，關於鋰離子電池構造與熱失控機制的解說。
- 經濟産業省（日本經濟產業省）發布的行動電源安全使用一般民眾注意呼籲資料（包含PSE標章制度）。
※本文為一般民眾取向的科學解說。實際應對方式，請依消防、地方政府、產品製造商等指示為準。文中所列數值，僅為理解機制用的參考、概算值。