隨著新能源汽車在中國市場的滲透率突破50%大關,動力電池的安全性問題日益凸顯,成為消費者和行業關注的焦點。尤其當車輛遭遇高速碰撞等極端情況時,電池包的起火風險給乘客逃生帶來了巨大挑戰。
為了應對這一嚴峻形勢,有關部門于今年3月頒布了新版《電動汽車用動力蓄電池安全要求》(GB38031-2025)。與舊版標準相比,新國標在熱擴散測試方面提出了更為嚴格的要求,即電池在熱事件發生時必須做到“不起火、不爆炸”,并確保煙氣不會對乘員造成傷害。新國標還新增了內部加熱測試,以模擬更為苛刻的工況條件。
然而,即便新國標為動力電池安全設立了更高的門檻,工程師們仍指出,實驗條件無法覆蓋所有復雜的用車情況。36氪在與多位電池領域的工程師交流后了解到,目前尚無技術能完全杜絕動力電池起火,行車安全的主動權依然掌握在司機手中。
一位擁有多年主機廠電池事業部經驗的工程師表示,Pack層面的NTP(整包無熱蔓延設計)雖然能在特定測試條件下確保安全,但無法覆蓋所有極端情況。他舉例說,小米汽車的高速碰撞事故中,電池包的防護就失效了。他還提到了一個車輛行駛在人行道上因地磚松動而插入電池包的案例,這同樣說明了現有測試標準的局限性。
關于新國標中要求單個電芯不起火、不爆炸的規定,從事電芯研發的工程師認為,這對于提升電池整包的安全性具有重要意義。他指出,電芯本征安全性的提升將有助于電池整包更容易符合國標熱安全要求。
為了實現電芯的安全性能,電池廠商在技術和材料層面進行了諸多優化。工程師介紹,電芯由正極、負極、電解液和隔膜四大主材構成。在材料方面,雖然正負極材料基本固定,但隔膜材料的升級成為可能提升安全性的途徑之一。例如,使用PI(聚酰亞胺)材質的隔膜,其耐高溫性能優異,能夠有效防止電解液刺穿造成短路。然而,高昂的成本使得這一方案商業化落地難度較大。
電解液作為電芯中最重要的組成部分,其配方的高密度和復雜性對于電芯的安全性至關重要。工程師強調,電解液中通常會添加阻燃劑成分,以提高電芯的抗燃性能。在生產工藝方面,涂覆的均一性、公差以及平整度等關鍵參數的控制也對電芯的安全性有著重要影響。
針對新國標新增的底部撞擊測試和快充循環后安全測試,電池廠商也在積極應對。工程師指出,底部撞擊測試類似于高級針刺實驗,對于電池包的耐撞擊性能提出了更高要求。他提到,刀片電池在底部撞擊測試中的表現可能相對較差,這與其疊片工藝和鋁殼材質有關。為了提升安全性,可以在底護板上涂上防彈涂層等方案。
至于快充循環后的安全測試,多數電池廠商已經能夠滿足這一要求。工程師表示,這一測試的難度并不高,因為測試區間內的充電速率并不極端。然而,電芯單體容量越大,通過快充測試的難度就越大。
對于三元鋰電芯的前景,工程師認為,由于其材料微觀結構的特性,起火爆炸的概率相對較高。目前,雖然有些企業如寧德時代正在利用AI技術優化電化學配方,但尚無誰能保證三元鋰電池可以做到不起火不爆炸。
新國標的出臺對電池產業鏈上游的影響相對有限,因為不少電池廠商原本執行的標準就比較高。然而,工程師指出,要想真正約束電池行業的潛規則,還需要依靠更為嚴格的處罰機制。只有提高懲罰力度,才能有效遏制偷工減料等不安全行為的發生。