原创 尽管固态电池被大肆宣传其安全性,但其火灾风险与液态电池类似
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2025-12-23 08:21:48
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电动汽车行业追捧固态电池为“安全终极解决方案”的叙事正在出现裂痕。当车企纷纷宣布2026年至2027年实现固态电池量产时,科学研究却表明,这项技术并未从根本上解决电池热失控问题,甚至在极端条件下可能引发比液态电池更剧烈的燃烧。

固态电池的安全光环主要建立在“固态电解质不可燃”这一概念上。与传统液态电池使用易燃有机电解液不同,固态电池采用硫化物、氧化物或聚合物电解质,理论上杜绝了电解液泄漏和燃烧的风险。

但这一逻辑忽略了一个关键问题:锂金属本身仍是高活性物质。中国科学院的研究显示,即使在没有氧气的环境中,锂金属仍能与正极材料直接反应,触发铝热反应并瞬间产生2380℃的高温,远超普通汽车火灾的温度范围。

某些设计的固态电池在针刺、挤压等滥用测试中,起火速度比液态电池更快。科学网报道的一项实验指出,固态电池内部可能因锂枝晶生长形成“软短路”,这种短路电压稳定且难以被电池管理系统监测,最终在临界点突然爆发热失控。

清华大学张跃钢课题组的发现进一步证实,即使固态电解质机械强度较高,锂枝晶仍能通过材料微观缺陷(如晶界、孔洞)穿透电解质层,导致内部短路。

车企对固态电池的激进布局与技术现实形成鲜明对比。广汽集团宣布2026年量产全固态电池,东风汽车计划推出能量密度350Wh/kg的固态电池,一汽集团则目标在2027年将固态电池应用于红旗车型。

然而,产业链的实际成熟度远未支撑这一时间表。孚能科技的规划显示,全固态电池大规模量产需等到2030年。

成本与工艺难题同样不可忽视。目前全固态电池材料成本高达2元/Wh,是液态电池的3至5倍。硫化物电解质对湿度极度敏感,生产过程需严格控氧控湿,且界面阻抗问题尚未突破。

太蓝新能源董事长高翔坦言,行业面临“性能、成本、安全”的不可能三角,而固态电池的规模化需重构整个产业链,包括电解质合成、极片制备和电芯装配工艺。

当行业聚焦固态电池时,液态锂电池的安全技术正在快速迭代。宁德时代与比亚迪通过阻燃电解液、陶瓷涂层隔膜、智能热管理系统等手段,显著降低了热失控风险。2025年数据显示,新能源汽车火灾事故率已比前两年下降超30%。

新版动力电池安全国标(GB38031-2025)进一步倒逼技术升级。该标准要求2026年7月起,新车型电池必须通过底部撞击、快充循环后安全测试,并在热扩散中“不起火、不爆炸”。

行业专家指出,法规设定了统一安全门槛,而非区分技术路线。液态电池通过模块化隔热、定向排气设计等工程优化,已能满足新国标要求。

固态电池并非完全消除风险,而是将风险形式转移。以硫化物固态电池为例,其破损时可能释放剧毒易燃的硫化氢气体,需依靠高精度传感器实时监测。

汉威科技开发的车规级硫化氢传感器,虽能实现ppm级检测精度,但增加了系统复杂性和成本。

另一方面,固态电池的热失控温度虽比液态电池高30℃—50℃,但仍可能因锂枝晶或内部缺陷引发连锁反应。

中国电子科技集团研究员肖成伟强调,全固态电池需专门设计热管理方案,例如通过复合电解质包覆正负极材料抑制界面反应,但这又可能牺牲能量密度。

液态与固态电池并非“替代”关系,而是差异化互补。固态电池在能量密度(理论可达500Wh/kg)和高低温性能上优势明显,适用于高端电动车、航空器等场景;而液态电池凭借0.5元/Wh的低成本和成熟产业链,仍主导大众市场与储能领域。

专家呼吁行业摒弃“技术神话”的炒作。武汉大学艾新平教授指出:“全固态电池是一个能量体,可能不安全,我们不要把它推得太高”。

欧阳明高院士也多次强调,没有绝对安全的电池,技术突破应聚焦全链条系统性优化,而非单一材料更替。

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