自从1995年锂离子电池商业化以来,因其具有高能量密度、高功率密度、较长循环寿命和无充电记忆等众多优点而被越来越广泛地应用在各种便携式电子产品上,在日常生活中发挥着越来越重要的作用。然而,锂离子电池是一种储能物质,在使用过程中必然会经历一系列意外或极端的工作环境,而经历了这些工作环境之后电池将发生什么变化、是否依然可靠?本文选用了两种目前市面上民用电子产品中常用的锂离子电池-方形铝壳电池（可替换）和铝塑膜电池（不可替换）,两种锂离子电池均以LiCoO₂材料为正极、2H石墨为负极、PE膜为隔膜。两种电池有相似的容量（1500 mAh）。通过对两种电池的材料结构进行研究,并模拟意外或者极端的工作环境,如低温下不同倍率充放电、外部短路、多次跌落、以及热失控,研究电池在极端情况下的内部材料变化以及可靠性表现。以此来强调负极材料选取的重要性,证明表面陶瓷镀膜处理对隔膜热稳定性的提升,以及提高人们在使用由锂离子电池供电的可穿戴设备时的安全意识。研究发现,电池在低温（0℃）条件下工作时充放电容量下降明显,且恢复常温后放电容量依然无法恢复到正常常温下的容量。而使用大片状石墨为负极材料的方形铝壳锂离子电池在低温大倍率充放电后出现了明显的析锂、内阻显著增大并出现鼓包,严重威胁使用安全。而相对的,采用小颗粒球状石墨为负极材料的铝塑膜锂离子电池在低温循环后虽然出现容量衰减的现象,电池内阻也略有增加,但是在负极表面并未发现明显的析锂,也并未出现鼓包。这两种电池的负极均采用了2H相的石墨,说明两种电池出现不同现象（析锂、鼓包）的主要原因是负极材料形状及颗粒尺寸的不同,而并非来源于石墨微晶结构的差异。两种电池在强制外部短路时均出现明显且稳定的截止温度,但是采用陶瓷镀膜的高密度聚乙烯薄膜为隔膜材料的铝塑膜电池的短路截止温度高于采用单一高密度聚乙烯薄膜为隔膜的方形铝壳电池,这个截止温度的不同于主要与隔膜的遮断温度相关。实验后的电池均出现轻微鼓包,说明电池短路会导致内部电解液出现分解。ARC（加速绝热量热仪）试验中对电池进行了热失控模拟,证明了两种电池电解液分解温度几乎一致,而铝塑膜电池出现内部短路时的温度明显高于方形铝壳电池出现内部短路的温度,再次证明了对聚乙烯薄膜表面进行陶瓷层改性可以显著地提高隔膜的热稳定性,降低超出规定温度使用电池时可能发生的危险。两种电池在经过多次跌落冲击后,内阻和充放电曲线均未发生变化,说明这两种电池的生产工艺一致性好,正负极材料在跌落过程不易发生掉粉及相对滑动而造成内部短路。但是由于外壳材料（铝壳、铝塑膜）的强度不同,铝塑膜在经过多次跌落冲击后出现了开裂及轻微漏液。由于电池是通过外包装材料固定在电子设备上,虽然目前电池内部材料结构的抗冲击方面较好,但是铝塑膜电池的外包装在经受多次冲击后容易出现破损导致漏液而发生事故。