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史上最严动力电池国标解读:爆燃零容忍,倒逼厂家不打嘴炮真研发

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根据公安部1月17日发布的统计数据显示,在2024年度新增车辆登记中,新能源汽车全年新注册量突破1125万辆,占据新车登记总量的41.83%。

然而,新能源渗透率在增长狂飙的同时,电池的安全性问题日趋严重,特别是近期一系列新能源汽车碰撞导致电池起火,甚至导致车主离世的新闻事件,更是令人不胜唏嘘。

面对电池起火这一痛点,近日,工信部祭出有史以来电动汽车动力电池“最严国标”,对电池爆燃0容忍。



史上最严动力电池国标来了!

4月16日,工信部”对GB 38031—2025《电动汽车用动力蓄电池安全要求》(以下简称“新国标”)发布了官方解读。

新国标主要修订5项内容,包括修订热扩散测试、新增底部撞击测试、新增快充循环后安全测试、明确同一型式判定条件等等,其中每一项都加入了一个条件,那就是不爆炸、不起火。而这也是工信部首次把“不起火、不爆炸”作为电池安全的强制性国家标准。

对比之前的标准(2020版),提出的要求是:“着火、爆炸前5分钟提供热事件报警信号”,而并未对动力电池不起火、不爆炸作出明确要求。


事实上,过去很多事故案例已经告诉我们,5分钟逃生并不够用,能否救下生命,仍有不少的挑战。现在的新国标则要求,就算电池发生任何碰撞事故,都不能起火、爆炸,不管是对乘客逃生,还是救援来说,都将会带来更多宝贵的时间。

也正因如此,新国标称之为史上最严电池国标,因为对于当下电池来说,碰撞起火几乎是难以根治的难题。

不怕子弹的动力电池为何会怕碰撞起火?

自电动车正式普及以来,各大车企就碰撞起火的难题绞尽脑汁,拿出了不少解决方案。

为了缓解消费者对动力电池安全性的顾虑,各大车企就电池的结构进行了各种改进,并且为还自家电池起了“固若金汤”的名字比如什么琥珀电池、弹匣电池、金砖电池等等......

意图通过这些词汇的象征意义强化用户心智中的电池安全性概念。并且,通过针刺、枪击、挤压、扭曲、泡水等等实验,来证明自家电池的安全性。


不可否认的是,厂家在电池安全上的努力,确实有一定效果,但只是“改善”,并没有“根治”,每年电池因为碰撞起火发生的爆燃事故依旧不少。

关键让人难以理解的是,为什么连针刺,甚至子弹都不怕的动力电池,发生碰撞还是会起火!

其实很好理解,电池厂商做针刺,做枪机测试时,往往只测试单个或几个电芯受损,因此受损面积很小。但是真实车祸呢?碰撞一次就可能导致几十上百个电芯同时遭受损伤。

从过往收集的事故案例能看到,车辆发生碰撞,往往都是高速撞击护栏这样坚硬且不规则的障碍物,导致电池包底部被刮蹭、挤压变形,甚至会出现穿孔的风险。也就是说,碰撞事故会把平时厂家做的那些测试,全部挨个来一遍,甚至很多遍。

所以,你就知道厂家测试与现实碰撞的差距有多大?起码十倍不止,这就好比拿针刺你手,和拿刀砍你手,效果能一样吗?


说到这,肯定有人会说了,那为什么电池发生碰撞,就容易起火呢?

电池容易起火,从它姓“电”开始就决定了。因为不管是现在的锂电池、还是什么镍氢电池电池,都属于化学电池,在碰撞挤压的过程中会产生化学反应。学过初中化学都知道,只要发生化学反应,就会伴有能量产生,从而产生高温,并引发起火。

况且,氢氦锂铍硼的锂本身就是非常活跃的金属元素,只要暴露在空气中,就会发生剧烈的氧化反应,发生起火的概率就要比其他化学电池更高。还不止如此,目前的量产的电池几乎都是液态电池,液态电池里电解液在60-70℃就会烧起来,并且在分解时还会释放甲烷、氢气等易燃气体,简直就是火上浇油。

既然锂电池这么容易碰撞起火?为什么现在几乎所有车企还是都会选择锂电池?因为镍氢和铅酸的能量密度实在太低了,要么电池包重量太大,要么续航太短,所以只能选择锂电池。

为了防火厂商们各显神通

不管是在电车时代,还是油车时代,安全都是第一位。为了“防火”,各大厂商们也是各显神通。


目前很多厂家的电池技术,只是在电池包结构上进行改进和防护,比如加固电池包结构,将软包电芯封装在硬质铝壳中;比如CTC技术,将电池和底盘一体化),借助底盘的高强度钢材加强电池包的抗碰撞能力。

比如通过改进电池包设计,提高安全。典型代表就是比亚迪刀片电池,通过“蜂窝阵列”结构提升整体强度,减少热失控风险;还有宁德时代采用电池倒置技术,将泄压阀向下,这样设计的好处,会在电池发生起火的时候,减少对乘员舱的伤害。


还有就是通过“隔离法”防止热失控,目前常见的就是用熔点高达1200℃的云母板、航空气凝胶等材料将电芯隔绝,避免发生电芯发生热扩散;还有特斯拉Model Y参数图片),采用了蛇形液冷管路,通过将温差控制在失控范围以内,从而避免造成热失控。

这些这些措施本质都只是电池安全的“锦上添花”,只能“治标”,但不能“治本”,因为归根结底,导致电池自燃的罪魁祸首,是“锂”、是“电解质”,是人类无法更改的底层化学特性。

固态电池,全村的希望?

所以,要真正降低电池起火风险,提升电池的安全性能,唯有靠电池材料技术上的革命。现在,行业把“全村最后的希望”都押注在了固态电池上。

此前智己、蔚来等车企在推广其搭载“半固态电池”的车型时,在宣传策略上存在模糊技术界限的倾向。

实际上,目前量产的半固态电池技术,仅是在传统液态电池基础上引入固态电解质(如氧化物陶瓷材料),但仍需依赖液态电解液作为离子传导介质。所以,本质上还是会存在电解液泄漏及热失控引发的燃烧隐患。


而真正的固态电池完,是全采用固态电解质,如硫化物/氧化物/聚合物等固态电解质体系,没有任何液态成分,不易燃、不挥发,更没有漏液的可能,燃烧概率等于是0。而且,因为固态电池内部的电子分布更加均匀,锂电子生成锂晶枝的可能性大大减少,避免了电池内部发生短路自燃的情况。

所以,理论上,固态电池可以彻底杜绝电池自燃和爆炸的风险。

值得注意的是,固态电池相较于传统液态电池,不仅安全性更优,其能量密度也实现显著突破。这主要归因于固态电解质材料密度远高于液态体系,使得单位体积内可储存更多能量。

根据最新数据,某新能源厂商研发的固态电池能量密度已突破720Wh/kg大关,达到了主流三元锂电池能量密度的三倍以上。

目前100度左右的三元锂电池,续航能做到七八百公里,100度的固态电池,续航突破2000公里就不是什么神话了。

甚至,传统电池所谓的低温活性低即“冬天怕冷,续航打折”的问题,在固态电池这里也不是问题。因为本身它就是固态,没有电解液,所以低温并不会改变电子的流通速率,自然就不会出现冬天续航打折的情况。

一个不起火、续航长的动力电池,简直就是完美解决了当下电车的两大痛点——安全焦虑和续航焦虑。


然而,看起来如此完美的电池,至今却没有普及,这就说明,固态电池想要量产商业化,并没那么简单。

首先是充电太慢。由于电解质是固态,电子在固态电解质中流通的阻力更大,明显不如液态电解质,因此导电性不足,这就好比拿针戳木板和果冻,明显后者更容易穿透。所以,就算上用800V+5C补能效率依旧很慢。能改吗,诸如蔚来的换电模式,就是一个很好的方法,直接避开充电,选择换电。

其次是寿命短。根据业内统计,目前一般能量密度500Wh/kg的固态电池只能实现几十次循环,相比三元锂或磷酸铁锂动辄几千次的循环,简直少的可怜。

所以,固态就像是带刺的玫瑰,虽然看着很美,但一时半会还没办法拥有。固态电池想要真正实现量产,就必须要解决电池寿命、充电速度等等一系列难题。

对了,固态电池的成本也比液态电池贵了好几倍,这也是固态电池必须要解决的问题。

总之,固态电池想要实现最终商业化量产,那么就必须要先解决寿命、成本和充放电速度等问题。而在此期间,厂商只能继续围绕目前的液态电池进行不断优化安全设计,为电动汽车的安全性多增加一道防线。

而此次工信部祭出史上最严格国标,某种程度上就是在倒逼企业们,别整天打嘴炮发明新名词了,赶紧扎扎实实地搞搞真技术研发吧!

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