從電池機(jī)理角度來分析，鋰離子電池的起火爆炸是由于鋰離子電池?zé)崾Э囟a(chǎn)生的，根源主要是電極和電解液間在合適的條件下產(chǎn)生的劇烈的化學(xué)放熱反應(yīng)。目前商業(yè)化應(yīng)用于鋰離子動(dòng)力電池的正極材料有磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰和錳酸鋰等；負(fù)極材料主要有石墨或及其復(fù)合材料和鈦酸鋰等；電解液主要由有機(jī)溶劑和鋰鹽組成，隔膜的主要成分是聚丙烯、聚乙烯或兩者的復(fù)合材料。

對(duì)于正極材料來說，磷酸鐵鋰發(fā)生熱分解所需的溫度最高，其分解所放出的熱量最少，是目前安全性最好的正極材料。負(fù)極材料中，石墨負(fù)極與電解液的反應(yīng)的溫度最低，最容易與電解液發(fā)生反應(yīng)，放出的熱量最高，而鈦酸鋰負(fù)極發(fā)生分解反應(yīng)的溫度不僅高于石墨與電解液的反應(yīng)，而且放出的熱量遠(yuǎn)低于石墨反應(yīng)放出的熱量，因此鈦酸鋰材料的安全性遠(yuǎn)高于石墨負(fù)極。

除此之外，動(dòng)力電池在充放電循環(huán)中，電池組成物質(zhì)會(huì)發(fā)生一些物理和化學(xué)的變化而導(dǎo)致電池性能的衰退，這些變化將會(huì)在一定程度上影響電池的安全性。事實(shí)上，在電池出產(chǎn)后的實(shí)際使用中，電池的起火等事故時(shí)有發(fā)生。現(xiàn)有的對(duì)于未經(jīng)循環(huán)的新鮮電池的安全性研究成果并不能完全解釋事故的發(fā)生機(jī)理。不同材料、不同容量、不同設(shè)計(jì)電池循環(huán)過程中的電化學(xué)或耐濫用行為或許有所差異。根據(jù)所用負(fù)極材料的不同，目前市場(chǎng)上常見的動(dòng)力電池分為兩大類，碳負(fù)極體系和鈦酸鋰負(fù)極體系電池。

由于碳負(fù)極嵌鋰后電位與金屬鋰的電位很接近，金屬鋰的沉積，一般發(fā)生在負(fù)極表面。鋰離子在遷移到負(fù)極表面時(shí)，部分鋰離子沒有進(jìn)入負(fù)極活性物質(zhì)形成穩(wěn)定的化合物，而是獲得電子后沉積在負(fù)極表面成為金屬鋰，并逐步形成鋰枝晶。隨著循環(huán)次數(shù)的不斷增加，內(nèi)部極化加劇，鋰枝晶隨著鋰離子電池的循環(huán)不斷生長(zhǎng)，可能會(huì)穿透隔膜，引起正負(fù)極短路。電池在經(jīng)過近千次循環(huán)過后，由于電池材料結(jié)構(gòu)的變化（不停的膨脹收縮）及副反應(yīng)產(chǎn)物的堆積（析鋰），碳負(fù)極表面出現(xiàn)了很多凸起。這種變化不僅影響了電極結(jié)構(gòu)和活性，也會(huì)使隔膜受力變形，增大其受破壞的可能性。電池在短路、擠壓、過充實(shí)驗(yàn)中極易發(fā)生熱失控。

與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰材料被稱為“零應(yīng)變材料”，穩(wěn)定性高，具有更高的嵌鋰電位（1.55Vvs.Li+/Li），從根本上消除了金屬鋰枝晶的產(chǎn)生，降低了電池發(fā)生內(nèi)部短路的風(fēng)險(xiǎn)。鈦酸鋰與電解液之間的反應(yīng)活性較低，幾乎不生成SEI膜，因而具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性和安全性，其常溫循環(huán)壽命可達(dá)25000次以上。在很高的溫度下，鈦酸鋰能夠吸收正極分解所產(chǎn)生的氧氣，降低了熱失控的風(fēng)險(xiǎn)，提高了電池的安全性。以鈦酸鋰取代碳材料作為鋰離子電池的負(fù)極，為保障鋰離子電池的安全、提高電池的循環(huán)性能和使用壽命提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。