中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近期，新能源汽車碰撞起火事件密集發(fā)生，引發(fā)公眾對(duì)動(dòng)力電池安全性的深度擔(dān)憂：
●3月18日：極氪009高速碰撞護(hù)欄后起火；
●3月23日：蔚來(lái)ES6交通事故中燃燒；
●3月29日：小米SU7標(biāo)準(zhǔn)版高速撞擊水泥護(hù)欄起火，致3人死亡；
●4月1日：安徽樅陽(yáng)高速新能源車起火，再釀3人遇難。
其中，小米SU7事故因涉及“雙供應(yīng)商電池混裝”引發(fā)輿論焦點(diǎn)。寧德時(shí)代明確否認(rèn)涉事車輛使用其電池后，矛頭轉(zhuǎn)向比亞迪弗迪電池。據(jù)披露，小米SU7標(biāo)準(zhǔn)版電池采用“寧德時(shí)代或弗迪刀片電池隨機(jī)混裝”策略，而Pro與Max版僅搭載寧德時(shí)代電池。這一事件將動(dòng)力電池安全問題推至風(fēng)口浪尖。
碰撞后為何著火？電池安全成核心痛點(diǎn)
與傳統(tǒng)燃油車不同，新能源車的電池組通常布局于底盤，碰撞時(shí)更易受沖擊。動(dòng)力電池?zé)崾Э乇徽J(rèn)為是起火主因：碰撞導(dǎo)致電芯結(jié)構(gòu)破損、內(nèi)部短路，短時(shí)間內(nèi)釋放大量熱量并引發(fā)連鎖反應(yīng)，形成難以撲救的熱蔓延。
行業(yè)專家指出，電池安全需從材料穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)防護(hù)、熱管理、智能監(jiān)控四重維度突破。當(dāng)前，主流電池技術(shù)路線在安全性與性能間呈現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)。
主流動(dòng)力電池性能對(duì)比
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)，由中國(guó)化工信息周刊整理
1. 磷酸鐵鋰電池
磷酸鐵鋰電池憑借橄欖石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定特性，在安全性能方面表現(xiàn)突出。其熱穩(wěn)定性可達(dá)500℃以上，遠(yuǎn)高于三元材料的200℃左右，在國(guó)標(biāo)針刺實(shí)驗(yàn)中能夠保持不起火、不爆炸，在對(duì)安全性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景中具有一定優(yōu)勢(shì)。這種電池在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的滲透率已突破70%，被比亞迪等領(lǐng)軍車企廣泛采用。
不過(guò)，磷酸鐵鋰電池能量密度天花板約180Wh/kg的物理特性，在一定程度上制約了在高端長(zhǎng)續(xù)航車型中的應(yīng)用空間，同時(shí)在-20℃環(huán)境下容量保持率可能下降至60%左右，這要求車企必須配套先進(jìn)的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
2. 三元鋰電池
三元鋰電池有較高的能量密度，可達(dá)240Wh/kg，能夠?yàn)檐囕v提供更長(zhǎng)的續(xù)航里程。在低溫性能方面，它也表現(xiàn)較好，能在寒冷環(huán)境下保持相對(duì)穩(wěn)定的工作狀態(tài)。但三元鋰電池的熱失控風(fēng)險(xiǎn)較高，在針刺測(cè)試中，容易出現(xiàn)明火甚至爆炸的情況，這對(duì)車輛的安全構(gòu)成了較大威脅。其高活性的正極材料在高溫、過(guò)充等情況下，容易引發(fā)電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)失控，導(dǎo)致熱失控現(xiàn)象的發(fā)生。
三元鋰電池則通過(guò)鎳鈷錳（鋁）多元協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了250Wh/kg以上的能量密度突破。但其層狀氧化物結(jié)構(gòu)在200℃左右即可能發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)坍塌，引發(fā)連鎖放熱反應(yīng)。為提升安全性，行業(yè)采取了單晶化正極、陶瓷隔膜、納米級(jí)包覆等創(chuàng)新工藝，配合智能BMS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)熱失控預(yù)警。
3. 半固態(tài)電池
半固態(tài)電池是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型電池技術(shù)，它在能量密度和安全性方面取得了一定的平衡。其能量密度可達(dá) 300Wh/kg，相比磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池有了顯著提升。在針刺測(cè)試中，半固態(tài)電池能夠做到無(wú)明火，熱失控風(fēng)險(xiǎn)處于中等水平。半固態(tài)電池通過(guò)原位固化工藝將電解液含量降至15%以下，配合三維骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使熱失控起始溫度提升至300℃。
目前已有車企實(shí)現(xiàn)360Wh/kg半固態(tài)電池量產(chǎn)裝車，10分鐘快充可達(dá)80%SOC。不過(guò)，半固態(tài)電池目前還處于發(fā)展階段，其大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用還面臨一些技術(shù)和成本上的挑戰(zhàn)。
4. 全固態(tài)電池
全固態(tài)電池被認(rèn)為是未來(lái)汽車電池的發(fā)展方向，它具有極低的熱失控風(fēng)險(xiǎn)，在理論上能夠極大地提高電池的安全性。全固態(tài)電池采用硫化物/氧化物固態(tài)電解質(zhì)，徹底消除電解液燃燒風(fēng)險(xiǎn)，理論能量密度可達(dá)500Wh/kg，有望為車輛帶來(lái)超長(zhǎng)的續(xù)航里程。并且，全固態(tài)電池的低溫性能優(yōu)秀，能夠在各種惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作。
目前全固態(tài)電池還處于實(shí)驗(yàn)室階段，距離商業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走，需要解決諸如材料制備、電極與電解質(zhì)界面兼容性等一系列關(guān)鍵技術(shù)問題。包括豐田、QuantumScape等企業(yè)正在攻克界面阻抗、循環(huán)壽命等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，預(yù)計(jì)2025—2030年將完成工程化驗(yàn)證。
安全性不斷提升，但無(wú)絕對(duì)安全
面對(duì)安全挑戰(zhàn)，各大汽車廠商和電池企業(yè)紛紛加大研發(fā)投入，通過(guò)材料革新、結(jié)構(gòu)優(yōu)化與智能監(jiān)控構(gòu)建多維度防護(hù)體系，取得了一系列技術(shù)突破。
1. 材料創(chuàng)新
比亞迪刀片電池：通過(guò)磷酸鐵鋰材料+CTP（Cell to Pack）技術(shù)，電芯直接成組，針刺測(cè)試中實(shí)現(xiàn)“不起火、不爆炸”。
寧德時(shí)代麒麟電池：水冷板內(nèi)置設(shè)計(jì)延長(zhǎng)熱失控蔓延時(shí)間至10分鐘以上，配合納米涂層降低熱擴(kuò)散速度60%。
2. 結(jié)構(gòu)防護(hù)
蔚來(lái)150度電池：換電模式+云端BMS實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，電池壽命延長(zhǎng)至15年，健康度保持85%以上。
廣汽彈匣電池：采用網(wǎng)狀納米孔隔熱材料，實(shí)現(xiàn)電芯間隔熱與定向泄壓。
3. 固態(tài)技術(shù)突破
豐田與寧德時(shí)代半固態(tài)電池量產(chǎn)裝車，熱失控溫度＞500℃，配備四重防火措施；
全固態(tài)電池研發(fā)加速（如QuantumScape硫化物電解質(zhì)），預(yù)計(jì)2030年前后商業(yè)化。
但目前尚無(wú)廠商能夠承諾其生產(chǎn)的動(dòng)力電池在極端狀態(tài)下不會(huì)爆燃，其電池產(chǎn)品的安全性100%不會(huì)處于失控狀態(tài)。例如，寧德時(shí)代麒麟電池雖延緩熱蔓延，仍無(wú)法完全避免熱失控；比亞迪刀片電池雖通過(guò)針刺測(cè)試，但劇烈碰撞下的多電芯短路風(fēng)險(xiǎn)依然存在。
當(dāng)前，動(dòng)力電池技術(shù)正朝著高能量密度、高安全性、低成本、可持續(xù)的方向發(fā)展，未來(lái)5~10年將是液態(tài)鋰電優(yōu)化與固態(tài)/鈉離子等新技術(shù)商業(yè)化并行的關(guān)鍵期。作為消費(fèi)者，在選擇新能源汽車時(shí)，應(yīng)特別關(guān)注車輛的安全性能和廠家的質(zhì)量保障。
