撰文 | 倪海峰 編輯｜馬青竹
小米SU7 （ 參數(shù) 丨 圖片 ）事故已經(jīng)過(guò)去10多天，三位罹難女大學(xué)生的家庭還在等待調(diào)查結(jié)果，事件的余波還在震蕩。安徽段高速公路打出警示標(biāo)：“智能駕駛只是輔助，高速開(kāi)車仍需專注”。
事故不光給智駕和監(jiān)管帶來(lái)反思，同時(shí)也有很多人關(guān)注電車碰撞起火和逃生時(shí)間的問(wèn)題。
事故發(fā)生3天之后，就有投資者在平臺(tái)詢問(wèn)，發(fā)生事故的小米SU7是否使用寧德時(shí)代電池？寧德時(shí)代官方予以否認(rèn)。
自電動(dòng)車正式普及以來(lái)，對(duì)動(dòng)力電池的安全焦慮就沒(méi)有停止過(guò)。
剛開(kāi)始，幾乎每一起新能源車的自燃，都會(huì)成為新聞熱搜。后來(lái)，廠家的售后小組跟保險(xiǎn)定損員賽跑，第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)，拿車衣遮住車輛或logo，輔以其他操作，讓此類新聞肉眼可見(jiàn)的少了。
為了能讓消費(fèi)者放下戒備，不少?gòu)S家都為自家電池起了“固若金湯”的名字，什么彈匣、大禹、琥珀，甚至還做了針刺、槍擊、擠壓、扭曲、泡水等等證明電池安全的試驗(yàn)。
一系列技術(shù)與營(yíng)銷方面的努力，確實(shí)有著不錯(cuò)的效果。
據(jù)乘聯(lián)會(huì)公布的數(shù)據(jù)，2024年，新能源汽車銷量為1286.6萬(wàn)輛，占汽車新車總銷量的40.9%。新能源汽車已經(jīng)成為銷量主流。
即便電池安全一直在提高，一年超千萬(wàn)輛新車投放市場(chǎng)，事故絕對(duì)數(shù)量必不會(huì)少。
槍擊、針刺都不怕的動(dòng)力電池，為何碰撞還起火？揭開(kāi)捂嘴、遮logo等治標(biāo)不治本的操作，電池安全目前到底達(dá)到什么水平？
鋰電池，都不安全？
眾所周知，三元鋰、磷酸鐵鋰，是目前最主流的兩種鋰電池技術(shù)。
但很多人不知道，1834年美國(guó)人就制造了史上第一臺(tái)電動(dòng)車，比卡爾·本茨的第一臺(tái)汽車早了半個(gè) 世紀(jì) 。
可為何電動(dòng)車直到200年后的今天，才發(fā)揚(yáng)光大？
原因在于沒(méi)有好用的電池。
經(jīng)過(guò)“伏打電池”、鉛酸電池、鎳氫電池等近200年的失敗嘗試后，直到上世紀(jì)末，純電動(dòng)車才等到現(xiàn)實(shí)的商業(yè)化技術(shù)方案。
1995年，日產(chǎn)展示了第一款搭載鋰離子電池的概念車FEV-II，隨后在1996年以此為基礎(chǔ)推出的Prairie Joy EV，首次使用圓柱體鋰電池。
1998年，日產(chǎn)推出了真正意義的首款鋰電池量產(chǎn)車——Altra，純電續(xù)航里程只有190km。
具有里程碑意義的，是2006年特斯拉亮相的 Roadster 。
特斯拉基于成熟的18650電芯技術(shù)，將6831節(jié)電芯組合在一起。自研封裝與BMS，初代Roadster的電池容量高達(dá)80kWh，續(xù)航390km，在20年前，相當(dāng)驚人，放到現(xiàn)在也并不落伍。
2年后，比亞迪推出了F3DM，這也是他們的首款純電動(dòng)車，使用了磷酸鐵鋰電池。
于是，純電領(lǐng)域的兩大巨頭完成了初期技術(shù)路線的確認(rèn)，電車時(shí)代的大幕，緩緩拉開(kāi)。
三元鋰、磷酸鐵鋰主要差別在于正極材料。
三元鋰電池的正極使用了鎳、鈷、錳或鎳、鈷、鋁的混合物。而磷酸鐵鋰電池的正極材料是磷酸鐵鋰。
正是正極材料的差異，帶來(lái)了性能上的不同。從而影響了動(dòng)力電池的價(jià)格、壽命、續(xù)航，以及安全性。
先看三元鋰，優(yōu)勢(shì)有二：
1、能量密度高，在180-230Wh/kg，比磷酸鐵鋰高30%-50%，一般用于長(zhǎng)續(xù)航車型。
2、低溫表現(xiàn)好，三元鋰在低溫狀態(tài)下的活性衰減小，續(xù)航打折率低，更適合長(zhǎng)江以北的地區(qū)使用。
缺點(diǎn)也有兩個(gè)：
1、安全性稍低，相比磷酸鐵鋰，三元鋰在高溫或外力作用下更容易發(fā)生熱失控，存在更高的起火風(fēng)險(xiǎn)。通常，車企會(huì)為使用三元鋰的車型配備更復(fù)雜的BMS（電池管理）系統(tǒng)，以保證電池安全性。
2、成本更高，三元鋰使用更多貴重金屬，材料和制造成本都更高。以2024年公開(kāi)數(shù)據(jù)為例，三元鋰正極材料采購(gòu)成本約為14萬(wàn)元/噸，而磷酸鐵鋰的正極材料不到5萬(wàn)元/噸。做成電池后，同等容量的三元鋰，要比磷酸鐵鋰貴三分之一，甚至更多。
有意思的是，三元鋰電池還能通過(guò)改變電極中鎳鈷錳的摩爾比例，來(lái)提升電池能量密度。
普通三元鋰電池鎳鈷錳的摩爾比例為1:1:1，業(yè)內(nèi)稱為NCM111電芯。其中鎳含量高低，直接影響電池的能量密度，鈷含量影響電池循環(huán)壽命，錳含量影響電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
目前，已經(jīng)研發(fā)出來(lái)并投入量產(chǎn)的三元鋰電池主要有 NCM424、NCM523、NCM622 和 NCM811，根據(jù)不同需求它們被應(yīng)用在不同定位的電動(dòng)車型上。
其中，NCM811最為火爆，大名鼎鼎的特斯拉4680電池，就是NCM811配比，加上硅碳負(fù)極，它的電芯能量密度達(dá)到300Wh/kg。
再看磷酸鐵鋰電池，優(yōu)點(diǎn)有三：
1、安全性高。磷酸鐵鋰電池化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，相對(duì)不易發(fā)生熱失控，高溫或外力撞擊，起火或爆炸的概率低。
2、壽命更長(zhǎng)。一般，三元鋰的循環(huán)次數(shù)在1000-1500次左右，而磷酸鐵鋰電池可以輕松突破2000次，甚至部分產(chǎn)品能超過(guò)5000次，適合網(wǎng)約車等。
3、成本低廉。由于鎳、鈷等貴重金屬，磷酸鐵鋰電池的制造成本更低，也更適合經(jīng)濟(jì)型車。
缺點(diǎn)也非常明顯：
1、能量密度較低。只有90-120Wh/kg，僅為三元鋰的一半。同樣大的儲(chǔ)能容量，電池幾乎大一倍。
2、低溫表現(xiàn)差。在零度以下，磷酸鐵鋰的容量衰減非常明顯，幾乎打?qū)φ?，而在氣溫更低的東北，純電續(xù)航幾乎是夏天的3-4折。
上述都是理論分析，但實(shí)際情況有時(shí)候并不會(huì)按照理論的劇本來(lái)發(fā)展。
例如，本次小米SU7事故車輛搭載的電池，就是理論上更為安全的磷酸鐵鋰。而讓相對(duì)安全的磷酸鐵鋰起火，本質(zhì)在于撞擊。
都知道電池正負(fù)極之間有大量鋰離子在電解質(zhì)中穿梭。為了隔絕正負(fù)極，同時(shí)又能讓鋰離子自由穿梭，電池中間有一層隔膜。而撞擊能直接損壞隔膜，導(dǎo)致電芯短路。
突然升高的溫度，還能激化電解液中的大量氧化劑與還原劑，產(chǎn)生劇烈氧化還原反應(yīng)。高溫也能破壞相鄰電芯的正負(fù)極隔離，導(dǎo)致電池燃燒的“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”。
由于自帶氧化劑和還原劑，電池燃燒不需要氧氣，即便將起火的電池泡在水里，依舊能噴出火花。
所以，在面對(duì)電動(dòng)汽車自燃的險(xiǎn)情時(shí)，消防員通常采用隔離+降溫的方式，等車輛燒完再去處理。
當(dāng)然，也不要迷信磷酸鐵鋰電池一定安全的結(jié)論，它只是相比三元鋰燃點(diǎn)更高，更安全一些。但在面臨碰撞、針刺、灼燒等特殊情況下，一樣能解除電池體內(nèi)的“封印”，將可怕的火苗釋放出來(lái)。
不過(guò)，作為成熟的工業(yè)產(chǎn)品，各家車企或電池生產(chǎn)企業(yè)也都在動(dòng)力電池安全性上做足了功課。例如，寧德時(shí)代采用電池倒置技術(shù)，將泄壓閥向下，起火時(shí)能盡量減少對(duì)乘員艙的傷害；寧王還在高端電池系列中推出了五層熱安全防護(hù)措施，用熔點(diǎn)高達(dá)1200℃的云母板、航空氣凝膠等材料將電芯隔絕。而比亞迪的采用刀片電池技術(shù)，則將軟包電芯封裝在硬質(zhì)鋁殼中，起火時(shí)也能起到不錯(cuò)的隔離效果。
還有氣凝膠、BMS系統(tǒng)、液冷散熱管路等等，都可以在一定程度上，將電池的熱失控變?yōu)榭煽?，降低起火的風(fēng)險(xiǎn)。
固態(tài)電池，不是“救世主”
當(dāng)傳統(tǒng)鋰電池的性能和安全觸碰到瓶頸時(shí)，固態(tài)電池被推上前所未有的高度。
在某些廠家的宣傳PPT中，它被視作能消除續(xù)航焦慮。同時(shí)，也成為提升新能源汽車安全性的救命稻草。
事實(shí)真的如此嗎？
所謂固態(tài)電池，電池構(gòu)造和工作原理與常見(jiàn)三元鋰或磷酸鐵鋰并無(wú)本質(zhì)區(qū)別。不同之處在于，將電解液替換成固態(tài)電解質(zhì)。
“普通電池是果凍，固態(tài)電池是餅干”，這樣描述就通俗易懂多了。
固體的密度要比液體更高，固態(tài)電池的能量密度也會(huì)更高。當(dāng)前，太藍(lán)的固態(tài)電池能量密度達(dá)到了720Wh/kg，是三元鋰的3倍以上。
所以，理論上基于固態(tài)電池，確實(shí)能推出“充電一次，行駛1000km”的純電車型。
同時(shí)，固態(tài)電解質(zhì)的穩(wěn)定性更好，它幾乎不具備可燃性，面對(duì)穿刺、撞擊等傳統(tǒng)電池頭疼的項(xiàng)目，也能更穩(wěn)。
甚至傳統(tǒng)電池所謂的低溫活性低，在固態(tài)電池這里也不是問(wèn)題。因?yàn)楸旧硭褪枪虘B(tài)，低溫并不會(huì)改變其流體性質(zhì)，也就無(wú)法對(duì)其內(nèi)部電子的流通速率產(chǎn)生影響。
看起來(lái)很完美，但想要真正普及，也面臨諸多問(wèn)題。
首先是充電速度。由于電解質(zhì)是固態(tài)，限制了電子在電解質(zhì)中的快速流通，導(dǎo)電性不足。固態(tài)電池就算上了800V高壓技術(shù)，充電速度也相比傳統(tǒng)電池低很多。
其次是使用壽命，固態(tài)電池的主要材料通常為鋰鐵磷酸（LiFePO4）或鋰鈷酸（LiCoO2），在頻繁充放電情況下，它們會(huì)在電極附近析出結(jié)晶，影響電池正常工作。
歐陽(yáng)明高院士坦言，能量密度500Wh/kg的固態(tài)電池目前只能實(shí)現(xiàn)幾十次循環(huán)。相比三元鋰或磷酸鐵鋰動(dòng)輒幾千次的循環(huán)，壽命短了不止一點(diǎn)點(diǎn)。
在筆者看來(lái)，固態(tài)電池和之前大肆宣傳的石墨烯電池類似，更多是廠家借概念炒作。實(shí)際情況來(lái)看，固態(tài)電池想要真正商用，還要解決壽命、充放電速度等一系列問(wèn)題，需要再等一段時(shí)間。
具體多久？歐陽(yáng)明高院士的預(yù)測(cè)是：“固態(tài)電池若要占據(jù)液態(tài)鋰電池50%的市場(chǎng)份額，至少需要20 - 30年?！?/p>
別忘了還有成本。
數(shù)據(jù)顯示，蔚來(lái)的半固態(tài)電池成本為1.7-2.2元/Wh，而當(dāng)前鋰電池的成本都在0.3元-0.4元/Wh之間競(jìng)爭(zhēng)。僅僅是半成品，價(jià)格就貴了6-7倍。
但由于采用原位固化工藝，半固態(tài)電池的液態(tài)電解質(zhì)含量降至5%-10%，因此在安全性方面，相比普通電池確實(shí)有一定程度的提高。
不過(guò)，2025年2月15日，在第二屆中國(guó)全固態(tài)電池創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇上，全國(guó)政協(xié)常委、經(jīng)濟(jì)委員會(huì)副主任，工業(yè)和信息化部原部長(zhǎng)苗圩指出，“半固態(tài)電池仍然屬于液態(tài)電池的范疇，不能與固態(tài)電池混為一談?！?/p>
所以，作為電動(dòng)汽車新概念，聊聊固態(tài)電池挺好。但想要真正普及，為時(shí)尚早。
提高電池安全更重要的是立足當(dāng)下，加強(qiáng)現(xiàn)有電池的安全性，并實(shí)施強(qiáng)有力的監(jiān)管。
例如，自2025年3月開(kāi)始，新能源車年檢新規(guī)將聚焦電池安全。此次新規(guī)最大的變化是把動(dòng)力蓄電池安全充電檢驗(yàn)和電氣安全檢驗(yàn)納入必檢項(xiàng)目。
再如備受矚目的動(dòng)力電池強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》（報(bào)批稿）已于2025年1月由工信部公示，若順利通過(guò)，預(yù)計(jì)將在2026年7月1日正式實(shí)施。
新國(guó)標(biāo)對(duì)熱失控的最高安全等級(jí)要求實(shí)現(xiàn)了跨越式提升。原標(biāo)準(zhǔn)（GB 38031-2020）允許在單個(gè)電芯發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)出現(xiàn)起火或爆炸，但前提是必須確保至少5分鐘的乘客疏散時(shí)間。
新版報(bào)批稿中，則新增了“電芯發(fā)生熱失控的情況下，電池包或系統(tǒng)應(yīng)不起火、不爆炸”的要求（在試驗(yàn)條件下）。
為驗(yàn)證這一要求，標(biāo)準(zhǔn)中同步增加了底部碰撞測(cè)試項(xiàng)目，模擬車輛在實(shí)際行駛中可能遭遇的底部異物撞擊場(chǎng)景，電池系統(tǒng)在此類沖擊下同樣不得發(fā)生起火或爆炸。
一系列嚴(yán)苛的測(cè)試與標(biāo)準(zhǔn)，就是為了提升新能源汽車的安全性。
結(jié)語(yǔ)
“實(shí)驗(yàn)室里槍擊不起火，實(shí)際駕駛碰撞就冒煙?！?/p>
造成上述現(xiàn)象的本質(zhì)原因在于破壞范圍的大小。槍擊一般只破壞3-6個(gè)電芯，但激烈碰撞則可能毀壞一大片。超出電池安全系統(tǒng)的承受范圍，起火也就不難理解了。
鋰電池技術(shù)接近瓶頸、固態(tài)電池量產(chǎn)遙遙無(wú)期，半固態(tài)電池性能有待驗(yàn)證。
提高安全的主觀愿望，必須符合物理規(guī)律。目前來(lái)看，要通過(guò)技術(shù)大幅提升安全性，很難。只能通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的安全管理和政策監(jiān)管提高標(biāo)準(zhǔn)，減少概率。
參考文獻(xiàn)：
1、作者/賬號(hào)：慕容依；文獻(xiàn)名稱《全球電動(dòng)車之王特斯拉》。
2、作者/賬號(hào)：知知電動(dòng)俠；文獻(xiàn)名稱《詳解NCN111/523、NCM622和NCM811、NCA》。
3、作者/賬號(hào)：沃爾特·艾薩克森；文獻(xiàn)名稱《埃龍·馬斯克傳》。
—THE END—
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