根據(jù)公安部1月17日發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在2024年度新增車輛登記中，新能源汽車全年新注冊(cè)量突破1125萬(wàn)輛，占據(jù)新車登記總量的41.83%。
然而，新能源滲透率在增長(zhǎng)狂飆的同時(shí)，電池的安全性問(wèn)題日趨嚴(yán)重，特別是近期一系列新能源汽車碰撞導(dǎo)致電池起火，甚至導(dǎo)致車主離世的新聞事件，更是令人不勝唏噓。
面對(duì)電池起火這一痛點(diǎn)，近日，工信部祭出有史以來(lái)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池“最嚴(yán)國(guó)標(biāo)”，對(duì)電池爆燃0容忍。
史上最嚴(yán)動(dòng)力電池國(guó)標(biāo)來(lái)了！
4月16日，工信部”對(duì)GB 38031—2025《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》（以下簡(jiǎn)稱“新國(guó)標(biāo)”）發(fā)布了官方解讀。
新國(guó)標(biāo)主要修訂5項(xiàng)內(nèi)容，包括修訂熱擴(kuò)散測(cè)試、新增底部撞擊測(cè)試、新增快充循環(huán)后安全測(cè)試、明確同一型式判定條件等等，其中每一項(xiàng)都加入了一個(gè)條件，那就是不爆炸、不起火。而這也是工信部首次把“不起火、不爆炸”作為電池安全的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)比之前的標(biāo)準(zhǔn)（2020版），提出的要求是：“著火、爆炸前5分鐘提供熱事件報(bào)警信號(hào)”，而并未對(duì)動(dòng)力電池不起火、不爆炸作出明確要求。
事實(shí)上，過(guò)去很多事故案例已經(jīng)告訴我們，5分鐘逃生并不夠用，能否救下生命，仍有不少的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在的新國(guó)標(biāo)則要求，就算電池發(fā)生任何碰撞事故，都不能起火、爆炸，不管是對(duì)乘客逃生，還是救援來(lái)說(shuō)，都將會(huì)帶來(lái)更多寶貴的時(shí)間。
也正因如此，新國(guó)標(biāo)稱之為史上最嚴(yán)電池國(guó)標(biāo)，因?yàn)閷?duì)于當(dāng)下電池來(lái)說(shuō)，碰撞起火幾乎是難以根治的難題。
不怕子彈的動(dòng)力電池為何會(huì)怕碰撞起火？
自電動(dòng)車正式普及以來(lái)，各大車企就碰撞起火的難題絞盡腦汁，拿出了不少解決方案。
為了緩解消費(fèi)者對(duì)動(dòng)力電池安全性的顧慮，各大車企就電池的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了各種改進(jìn)，并且為還自家電池起了“固若金湯”的名字比如什么琥珀電池、彈匣電池、金磚電池等等......
意圖通過(guò)這些詞匯的象征意義強(qiáng)化用戶心智中的電池安全性概念。并且，通過(guò)針刺、槍擊、擠壓、扭曲、泡水等等實(shí)驗(yàn)，來(lái)證明自家電池的安全性。
不可否認(rèn)的是，廠家在電池安全上的努力，確實(shí)有一定效果，但只是“改善”，并沒(méi)有“根治”，每年電池因?yàn)榕鲎财鸹鸢l(fā)生的爆燃事故依舊不少。
關(guān)鍵讓人難以理解的是，為什么連針刺，甚至子彈都不怕的動(dòng)力電池，發(fā)生碰撞還是會(huì)起火！
其實(shí)很好理解，電池廠商做針刺，做槍機(jī)測(cè)試時(shí)，往往只測(cè)試單個(gè)或幾個(gè)電芯受損，因此受損面積很小。但是真實(shí)車禍呢？碰撞一次就可能導(dǎo)致幾十上百個(gè)電芯同時(shí)遭受損傷。
從過(guò)往收集的事故案例能看到，車輛發(fā)生碰撞，往往都是高速撞擊護(hù)欄這樣堅(jiān)硬且不規(guī)則的障礙物，導(dǎo)致電池包底部被刮蹭、擠壓變形，甚至?xí)霈F(xiàn)穿孔的風(fēng)險(xiǎn)。也就是說(shuō)，碰撞事故會(huì)把平時(shí)廠家做的那些測(cè)試，全部挨個(gè)來(lái)一遍，甚至很多遍。
所以，你就知道廠家測(cè)試與現(xiàn)實(shí)碰撞的差距有多大？起碼十倍不止，這就好比拿針刺你手，和拿刀砍你手，效果能一樣嗎？
說(shuō)到這，肯定有人會(huì)說(shuō)了，那為什么電池發(fā)生碰撞，就容易起火呢？
電池容易起火，從它姓“電”開(kāi)始就決定了。因?yàn)椴还苁乾F(xiàn)在的鋰電池、還是什么鎳氫電池電池，都屬于化學(xué)電池，在碰撞擠壓的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。學(xué)過(guò)初中化學(xué)都知道，只要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就會(huì)伴有能量產(chǎn)生，從而產(chǎn)生高溫，并引發(fā)起火。
況且，氫氦鋰鈹硼的鋰本身就是非?；钴S的金屬元素，只要暴露在空氣中，就會(huì)發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)，發(fā)生起火的概率就要比其他化學(xué)電池更高。還不止如此，目前的量產(chǎn)的電池幾乎都是液態(tài)電池，液態(tài)電池里電解液在60-70℃就會(huì)燒起來(lái)，并且在分解時(shí)還會(huì)釋放甲烷、氫氣等易燃?xì)怏w，簡(jiǎn)直就是火上澆油。
既然鋰電池這么容易碰撞起火？為什么現(xiàn)在幾乎所有車企還是都會(huì)選擇鋰電池？因?yàn)?a class="keyword-search" >鎳氫和鉛酸的能量密度實(shí)在太低了，要么電池包重量太大，要么續(xù)航太短，所以只能選擇鋰電池。
為了防火廠商們各顯神通
不管是在電車時(shí)代，還是油車時(shí)代，安全都是第一位。為了“防火”，各大廠商們也是各顯神通。
目前很多廠家的電池技術(shù)，只是在電池包結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)和防護(hù)，比如加固電池包結(jié)構(gòu)，將軟包電芯封裝在硬質(zhì)鋁殼中；比如CTC技術(shù)，將電池和底盤一體化），借助底盤的高強(qiáng)度鋼材加強(qiáng)電池包的抗碰撞能力。
比如通過(guò)改進(jìn)電池包設(shè)計(jì)，提高安全。典型代表就是比亞迪刀片電池，通過(guò)“蜂窩陣列”結(jié)構(gòu)提升整體強(qiáng)度，減少熱失控風(fēng)險(xiǎn)；還有寧德時(shí)代采用電池倒置技術(shù)，將泄壓閥向下，這樣設(shè)計(jì)的好處，會(huì)在電池發(fā)生起火的時(shí)候，減少對(duì)乘員艙的傷害。
還有就是通過(guò)“隔離法”防止熱失控，目前常見(jiàn)的就是用熔點(diǎn)高達(dá)1200℃的云母板、航空氣凝膠等材料將電芯隔絕，避免發(fā)生電芯發(fā)生熱擴(kuò)散；還有特斯拉 Model Y （ 參數(shù) 丨 圖片 ），采用了蛇形液冷管路，通過(guò)將溫差控制在失控范圍以內(nèi)，從而避免造成熱失控。
這些這些措施本質(zhì)都只是電池安全的“錦上添花”，只能“治標(biāo)”，但不能“治本”，因?yàn)闅w根結(jié)底，導(dǎo)致電池自燃的罪魁禍?zhǔn)祝恰颁嚒?、是“電解質(zhì)”，是人類無(wú)法更改的底層化學(xué)特性。
固態(tài)電池，全村的希望？
所以，要真正降低電池起火風(fēng)險(xiǎn)，提升電池的安全性能，唯有靠電池材料技術(shù)上的革命?，F(xiàn)在，行業(yè)把“全村最后的希望”都押注在了固態(tài)電池上。
此前智己、蔚來(lái)等車企在推廣其搭載“半固態(tài)電池”的車型時(shí)，在宣傳策略上存在模糊技術(shù)界限的傾向。
實(shí)際上，目前量產(chǎn)的半固態(tài)電池技術(shù)，僅是在傳統(tǒng)液態(tài)電池基礎(chǔ)上引入固態(tài)電解質(zhì)（如氧化物陶瓷材料），但仍需依賴液態(tài)電解液作為離子傳導(dǎo)介質(zhì)。所以，本質(zhì)上還是會(huì)存在電解液泄漏及熱失控引發(fā)的燃燒隱患。
而真正的固態(tài)電池完，是全采用固態(tài)電解質(zhì)，如硫化物/氧化物/聚合物等固態(tài)電解質(zhì)體系，沒(méi)有任何液態(tài)成分，不易燃、不揮發(fā)，更沒(méi)有漏液的可能，燃燒概率等于是0。而且，因?yàn)楣虘B(tài)電池內(nèi)部的電子分布更加均勻，鋰電子生成鋰晶枝的可能性大大減少，避免了電池內(nèi)部發(fā)生短路自燃的情況。
所以，理論上，固態(tài)電池可以徹底杜絕電池自燃和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
值得注意的是，固態(tài)電池相較于傳統(tǒng)液態(tài)電池，不僅安全性更優(yōu)，其能量密度也實(shí)現(xiàn)顯著突破。這主要?dú)w因于固態(tài)電解質(zhì)材料密度遠(yuǎn)高于液態(tài)體系，使得單位體積內(nèi)可儲(chǔ)存更多能量。
根據(jù)最新數(shù)據(jù)，某新能源廠商研發(fā)的固態(tài)電池能量密度已突破720Wh/kg大關(guān)，達(dá)到了主流三元鋰電池能量密度的三倍以上。
目前100度左右的三元鋰電池，續(xù)航能做到七八百公里，100度的固態(tài)電池，續(xù)航突破2000公里就不是什么神話了。
甚至，傳統(tǒng)電池所謂的低溫活性低即“冬天怕冷，續(xù)航打折”的問(wèn)題，在固態(tài)電池這里也不是問(wèn)題。因?yàn)楸旧硭褪枪虘B(tài)，沒(méi)有電解液，所以低溫并不會(huì)改變電子的流通速率，自然就不會(huì)出現(xiàn)冬天續(xù)航打折的情況。
一個(gè)不起火、續(xù)航長(zhǎng)的動(dòng)力電池，簡(jiǎn)直就是完美解決了當(dāng)下電車的兩大痛點(diǎn)——安全焦慮和續(xù)航焦慮。
然而，看起來(lái)如此完美的電池，至今卻沒(méi)有普及，這就說(shuō)明，固態(tài)電池想要量產(chǎn)商業(yè)化，并沒(méi)那么簡(jiǎn)單。
首先是充電太慢。由于電解質(zhì)是固態(tài)，電子在固態(tài)電解質(zhì)中流通的阻力更大，明顯不如液態(tài)電解質(zhì)，因此導(dǎo)電性不足，這就好比拿針戳木板和果凍，明顯后者更容易穿透。所以，就算上用800V+5C補(bǔ)能效率依舊很慢。能改嗎，諸如蔚來(lái)的換電模式，就是一個(gè)很好的方法，直接避開(kāi)充電，選擇換電。
其次是壽命短。根據(jù)業(yè)內(nèi)統(tǒng)計(jì)，目前一般能量密度500Wh/kg的固態(tài)電池只能實(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)，簡(jiǎn)直少的可憐。
所以，固態(tài)就像是帶刺的玫瑰，雖然看著很美，但一時(shí)半會(huì)還沒(méi)辦法擁有。固態(tài)電池想要真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，就必須要解決電池壽命、充電速度等等一系列難題。
對(duì)了，固態(tài)電池的成本也比液態(tài)電池貴了好幾倍，這也是固態(tài)電池必須要解決的問(wèn)題。
總之，固態(tài)電池想要實(shí)現(xiàn)最終商業(yè)化量產(chǎn)，那么就必須要先解決壽命、成本和充放電速度等問(wèn)題。而在此期間，廠商只能繼續(xù)圍繞目前的液態(tài)電池進(jìn)行不斷優(yōu)化安全設(shè)計(jì)，為電動(dòng)汽車的安全性多增加一道防線。
而此次工信部祭出史上最嚴(yán)格國(guó)標(biāo)，某種程度上就是在倒逼企業(yè)們，別整天打嘴炮發(fā)明新名詞了，趕緊扎扎實(shí)實(shí)地搞搞真技術(shù)研發(fā)吧！
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