從電池機理角度來分析，鋰離子電池的起火爆炸是由于鋰離子電池熱失控而產(chǎn)生的，根源主要是電極和電解液間在合適的條件下產(chǎn)生的劇烈的化學放熱反應。目前商業(yè)化應用于鋰離子動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；負極材料主要有石墨或及其復合材料和鈦酸鋰等；電解液主要由有機溶劑和鋰鹽組成，隔膜的主要成分是聚丙烯、聚乙烯或兩者的復合材料。

對于正極材料來說，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。負極材料中，石墨負極與電解液的反應的溫度最低，最容易與電解液發(fā)生反應，放出的熱量最高，而鈦酸鋰負極發(fā)生分解反應的溫度不僅高于石墨與電解液的反應，而且放出的熱量遠低于石墨反應放出的熱量，因此鈦酸鋰材料的安全性遠高于石墨負極。

除此之外，動力電池在充放電循環(huán)中，電池組成物質會發(fā)生一些物理和化學的變化而導致電池性能的衰退，這些變化將會在一定程度上影響電池的安全性。事實上，在電池出產(chǎn)后的實際使用中，電池的起火等事故時有發(fā)生。現(xiàn)有的對于未經(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)生機理。不同材料、不同容量、不同設計電池循環(huán)過程中的電化學或耐濫用行為或許有所差異。根據(jù)所用負極材料的不同，目前市場上常見的動力電池分為兩大類，碳負極體系和鈦酸鋰負極體系電池。

由于碳負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)生在負極表面。鋰離子在遷移到負極表面時，部分鋰離子沒有進入負極活性物質形成穩(wěn)定的化合物，而是獲得電子后沉積在負極表面成為金屬鋰，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，可能會穿透隔膜，引起正負極短路。電池在經(jīng)過近千次循環(huán)過后，由于電池材料結構的變化（不停的膨脹收縮）及副反應產(chǎn)物的堆積（析鋰），碳負極表面出現(xiàn)了很多凸起。這種變化不僅影響了電極結構和活性，也會使隔膜受力變形，增大其受破壞的可能性。電池在短路、擠壓、過充實驗中極易發(fā)生熱失控。

與碳負極材料相比，鈦酸鋰材料被稱為“零應變材料”，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)部短路的風險。鈦酸鋰與電解液之間的反應活性較低，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，降低了熱失控的風險，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實的基礎。