鋰離子電池的爆炸起火是由于電池內部的活性物質及電解液組分之間發生化學與電化學反應出現大量的熱與氣體所致。電解液的溶劑為有機碳酸酯類化合物，它們具有高活性，極易燃燒。處于充電態的電池正極材料為強氧化性化合物，同時處于充電態的負極材料為強還原性化合物。在濫用情況下，如過充、過熱和短路等，高氧化性正極材料穩定性通常較差，易釋放出氧氣，而碳酸酯極易與氧氣反應，放出大量的熱和氣體；出現的熱量會進一步加速正極的分解，出現更多的氧氣，促進更多放熱反應的進行；同時強還原性的負極的活潑性接近金屬鋰，與氧接觸會立即燃燒并引燃電解液、隔膜等。因此電池的爆炸起火機理因使用條件的不同而存在差異：

(1)當電池加熱到100℃左右時SEI膜開始分解，放出的熱量加熱了電池，促使負極與溶劑的反應、正極的熱分解反應、正極與電解液的反應依次進行，放出大量的熱導致電池燃燒、爆炸；

(2)電池過充時，從正極溢出的過量的鋰離子與溶劑反應，放出的熱量加熱電池，促發金屬鋰與溶劑，嵌鋰碳與溶劑反應，出現大量的熱與氣體導致電池爆炸；

(3)短路、針刺、撞擊等情況下的爆炸起火是由于電流通過瞬間，超電勢、歐姆極化出現大量的熱，使電池局部加熱到正極熱分解的溫度，由正極熱分解出現的熱量導致電池的爆炸、起火。