新國標將至,超快充產(chǎn)業(yè)鏈臨考。
過去一周,一輛小米SU7在事故后發(fā)生的燃燒悲劇,將三條生命帶走的同時,也再次將新能源汽車的安全隱患置于聚光燈下。
盡管事故的確切原因尚待官方調(diào)查結(jié)論,但公眾的質(zhì)疑已然集中投向了智能駕駛系統(tǒng)與動力電池安全——這兩項被視為新能源汽車時代“標配”的核心技術(shù)。
一個強烈信號也正在被釋出:當任何一項新技術(shù)開始告別實驗室、邁向規(guī)模化應(yīng)用的階段,其潛在的安全風(fēng)險必將受到社會輿論更密集、甚至更嚴苛的審視與拷問。
以此視角重新審視當前的鋰離子電池產(chǎn)業(yè),從快充、大圓柱電池到備受期待的固態(tài)電池,整個行業(yè)在經(jīng)歷殘酷價格內(nèi)卷的同時,也正倒逼自身通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)價值躍升。
如今,快充與超快充技術(shù)正處在這場變革的風(fēng)口浪尖,成為新技術(shù)落地的急先鋒。特別是2025年,被普遍視為超快充技術(shù)規(guī)?;瘧?yīng)用的“爆發(fā)元年”。
然而,在這場技術(shù)加速滲透的浪潮中,行業(yè)應(yīng)如何構(gòu)建并升級相應(yīng)的安全技術(shù)體系與行業(yè)規(guī)范,以回應(yīng)市場的安全關(guān)切,并最終贏得消費者更深層次的信任?這已成為擺在所有參與者面前的一道必答題。
超快充元年,四大信號勾勒爆發(fā)圖景
種種跡象表明,2025年正成為動力電池超快充技術(shù)從概念走向現(xiàn)實、從高端試水邁向規(guī)?;涞氐年P(guān)鍵節(jié)點。這場由“充電焦慮”催生的技術(shù)迭代,正通過產(chǎn)品、場景、產(chǎn)能及配套體系四個維度,快速滲透至市場的各個角落。
首先,產(chǎn)品端,超快充正加速落地,并向更廣價格帶滲透。
華為與江淮合作推出的尊界S800增程版搭載了峰值充電倍率達到6C的技術(shù);比亞迪基于其第二代刀片電池技術(shù)發(fā)布的超級e平臺,更是宣稱峰值可達10C,平均倍率亦達6C。這些旗艦或熱門車型對超快充技術(shù)的擁抱,清晰地展示了主流車企在補能效率上的戰(zhàn)略升級。
更具指標性意義的是價格門檻的下探。
小鵬汽車宣布其2025款G6、G9車型“標配5C快充”,這一舉措不僅將此前多應(yīng)用于高端車型的超快充技術(shù),直接下放至20萬元人民幣以下的主流消費價格帶,更預(yù)示著超快充技術(shù)的市場滲透率將因此迎來快速提升。有機構(gòu)已做出相關(guān)預(yù)測,到2025年,支持高電壓快充的車型滲透率有望超過三成。
與此同時,相對“溫和”的3C至4C快充技術(shù),也正加速下沉至10萬到15萬元價格區(qū)間的經(jīng)濟型電動車市場。
其次,快充應(yīng)用場景的邊界也在被快速打破。除了乘用車,商用車和新興的eVTOL領(lǐng)域,對快充電池的需求尤為迫切。
對于商用車而言,其“生產(chǎn)工具”的定位決定了對運營效率和補能速度的極致追求。寧德時代的天行系列商用車電池、弗迪動力的商用車刀片電池,均已推出支持4C及以上快充的版本。
華為也于近期在行業(yè)會議上透露,正聯(lián)合電池與整車企業(yè),即將推出超過20款支持4C超充的重卡車型,以上均顯示出商用車領(lǐng)域快充應(yīng)用的巨大潛力。
而在eVTOL領(lǐng)域,快充不僅是提升運營效率、緩解續(xù)航焦慮、優(yōu)化重資產(chǎn)投入的關(guān)鍵一環(huán),更是滿足其低電量狀態(tài)下高倍率放電等特殊技術(shù)需求的必然選擇。行業(yè)內(nèi)已形成共識,eVTOL的商業(yè)化落地離不開更高倍率動力電池的支撐。
第三,是相關(guān)產(chǎn)能,尤其是核心材料產(chǎn)能的加速布局。值得注意的是,目前已落地的快充電池方案中,“鐵鋰化”趨勢十分明顯。
除了比亞迪一貫堅持的刀片電池,小鵬新款G6、G9搭載的中創(chuàng)新航“頂流”電池,以及寧德時代即將與上汽通用聯(lián)合發(fā)布的6C電池,都明確選擇了磷酸鐵鋰體系。
這背后,是高壓實磷酸鐵鋰技術(shù)的突破——通過將正極材料壓實密度提升至2.6g/cm3以上(即第四代鐵鋰技術(shù)),實現(xiàn)了能量密度與快充性能的同步提升。
與之對應(yīng)的是相關(guān)產(chǎn)能的急速擴張。
據(jù)高工鋰電此前觀察,僅寧德時代一家,今年已啟動超過70萬噸高壓實磷酸鐵鋰的擴產(chǎn)計劃,包括其子公司邦普時代在湖北宜昌開工的年產(chǎn)45萬噸項目(據(jù)稱是國內(nèi)單體設(shè)計產(chǎn)能最大的磷酸鐵鋰車間),以及對富臨精工旗下江西升華的戰(zhàn)略注資,以鎖定其江西和四川基地合計28萬噸的新增高壓實鐵鋰年產(chǎn)能。
在負極材料端,GGII數(shù)據(jù)顯示,受快充需求升溫刺激,2024年負極材料的擴產(chǎn)項目數(shù)量在鋰電五大關(guān)鍵材料中位居首位,占比近半。
電池產(chǎn)能方面,3月底,臺州弗迪新能源動力電池項目正式落地,規(guī)劃年產(chǎn)能22GWh,明確將生產(chǎn)支持800V高壓快充平臺的刀片電池,成為快充電池產(chǎn)能擴張的又一力證。
最后,是超充基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的全面提速。充電網(wǎng)絡(luò)的完善是超快充技術(shù)能否真正普及的關(guān)鍵一環(huán)。
數(shù)據(jù)顯示,2024年新建充電樁中支持1000V高電壓的比例已超過八成。
進入2025年,隨著5C及以上超快充技術(shù)對充電功率提出更高要求(通常需500kW以上),超充樁市場的競爭正迅速白熱化。
一方面,寧德時代、華為、比亞迪等企業(yè)憑借其在光伏、儲能領(lǐng)域的深厚積累與協(xié)同優(yōu)勢,均已發(fā)布包含兆瓦級(1000kW)大功率充電樁在內(nèi)的“光儲充”一體化解決方案,試圖構(gòu)建技術(shù)壁壘。
另一方面,理想、小鵬、小米等新能源車企也紛紛在今年宣布將大規(guī)模建設(shè)自有品牌的超快充網(wǎng)絡(luò),意圖通過超前的基礎(chǔ)設(shè)施布局和服務(wù)體驗,搶奪更多用戶。
這四大信號共同描繪出超快充技術(shù)從前沿探索邁向主流應(yīng)用的清晰圖景。然而,技術(shù)的飛速迭代也伴隨著新的挑戰(zhàn),其中最為核心的,便是如何在追求極致充電速度的同時,確保動力電池的全生命周期安全。
安全大考來臨,新國標為快充劃定“紅線”
超快充技術(shù)的滲透之勢已銳不可當,這無疑是中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代速度與市場活力的體現(xiàn)。然而,技術(shù)進步的長板,不應(yīng)在安全問題上成為短板。
除碰撞外,因過充、充電功率過大或生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定引發(fā)的電池安全事故,是行業(yè)必須正視的風(fēng)險。若不能有效解決快充安全問題,可能引發(fā)信任危機,阻礙技術(shù)普及,甚至危及已有的市場優(yōu)勢。
超快充的安全挑戰(zhàn)首先來自物理層面:大電流導(dǎo)致電池內(nèi)部熱量急劇累積,溫度可短時飆升至60℃以上,對熱管理系統(tǒng)構(gòu)成嚴峻考驗。
更深層次的風(fēng)險在于電化學(xué)反應(yīng):高倍率充電易導(dǎo)致負極表面析出鋰枝晶,可能刺穿隔膜引發(fā)內(nèi)部短路和熱失控。已有研究同時表明,更高倍率下的熱失控反應(yīng)更為劇烈,且頻繁快充會加速電池老化,提升長期風(fēng)險。
面對技術(shù)飛奔與安全需求的平衡,政策法規(guī)的韁繩正在收緊。備受矚目的動力電池強制性國家標準《電動汽車用動力蓄電池安全要求》(報批稿)已于2025年1月由工信部公示,若順利通過,預(yù)計將在2026年7月1日正式實施。
這份新國標相較于現(xiàn)行的2020版,有兩大核心變化,直指快充普及帶來的安全痛點。
其一,在全球范圍內(nèi),新國標首次增加了對“快充循環(huán)后”的安全測試要求。新標準明確提出,動力電池在經(jīng)歷設(shè)定次數(shù)的高功率快充循環(huán)后,仍必須滿足標準中所有的安全測試項目。
其二,新國標對熱失控的最高安全等級要求實現(xiàn)了跨越式提升。原標準(GB 38031-2020)基于2016至2018年的電池技術(shù)水平制定,允許在單個電芯發(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分鐘的乘客疏散時間。
新版報批稿中,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(在試驗條件下)。
為驗證這一要求,標準中同步增加了底部碰撞測試項目,模擬車輛在實際行駛中可能遭遇的底部異物撞擊場景,電池系統(tǒng)在此類沖擊下同樣不得發(fā)生起火或爆炸。
新標準箭在弦上,一個現(xiàn)實問題隨之而來:近兩年已集中發(fā)布、標榜快充、超充性能的電池產(chǎn)品,能否滿足將于2026年落地的新要求?這實質(zhì)上是在拷問電池企業(yè)在追求充電速度的同時,是否預(yù)留了足夠的安全冗余。
根據(jù)全國汽車標準化技術(shù)委員會電動車輛分技術(shù)委員會在今年2月對36家主流整車及電池企業(yè)的調(diào)研,達78%的受訪企業(yè)表示已具備相應(yīng)的技術(shù)儲備,即能夠做到單個電芯熱失控后,不發(fā)生熱擴散導(dǎo)致的整個電池系統(tǒng)的起火和爆炸。
然而,亦有不少觀點表達了審慎的憂慮。
有專家指出,任何測試標準都有其邊界條件。通過新國標的測試,并不意味著在所有實際復(fù)雜的工況下都絕對安全;反之,現(xiàn)實世界中因嚴重碰撞或其他極端情況導(dǎo)致起火的電池,也未必就是不符合標準的產(chǎn)品。
標準是底線,而非安全的全部。那么,有效的解決方案究竟是什么?答案指向一個多維度、系統(tǒng)性的綜合策略。
在最基礎(chǔ)的電芯層面,行業(yè)正從材料本身入手,追求“本征安全”。
這包括采用熱分解溫度更高的正極材料(如磷酸鐵鋰);
使用對鋰電位更高、不易析鋰的硅基負極材料替代石墨以減少鋰枝晶析出風(fēng)險;
優(yōu)化電解體系以抑制高溫下的產(chǎn)氣(如降低電解液中有機溶劑含量,中長期則向固態(tài)電解質(zhì)迭代);
提升隔膜的耐熱性和抗穿刺能力(如研發(fā)能承受180℃甚至200℃高溫的隔膜、采用涂覆技術(shù)增強安全性)等。
此外,復(fù)合集流體等新技術(shù)的應(yīng)用,利用其高分子基材在高溫下熔斷、切斷電流通路特性,也能有效阻止電流流通,避免熱失控蔓延。
生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的嚴格品控,如對來料進行精細化管理、嚴禁混用,以及在生產(chǎn)過程中對異物、缺陷的極致控制,同樣是保障電芯安全的基礎(chǔ)。
上升到系統(tǒng)(模組或PACK)層面,核心目標是構(gòu)筑“防火墻”——即便單個電芯不幸發(fā)生熱失控,也要確保熱量和危害不擴散至相鄰電芯,避免引發(fā)連鎖反應(yīng)導(dǎo)致整個電池包的災(zāi)難性失效。
基于現(xiàn)行國標,行業(yè)普遍提出的熱管理目標是:在快充工況下,將電芯溫度精確控制在25~40℃范圍內(nèi)(且溫差控制在±2℃以內(nèi));同時,熱失控的傳播抑制時間必須大于等于5分鐘。
為實現(xiàn)這一目標,行業(yè)探索出兩大主要技術(shù)路徑,其核心思路圍繞“熱-氣-電”的有效分割與管理:
一種思路是以“堵”為主,側(cè)重包裹與隔熱,并配合高效冷卻系統(tǒng)進行熱交換。
例如,采用網(wǎng)狀納米孔隔熱材料(如二氧化硅氣凝膠,其微小孔隙能有效阻斷熱傳導(dǎo))、耐高溫的上殼體構(gòu)筑“安全艙”;在電芯間填充有機硅復(fù)合材料或采用云母片加氣凝膠的疊層結(jié)構(gòu);也有車企宣稱在電芯間采用了耐受1000℃以上高溫的航天級阻燃材料。
與此同時,上游材料供應(yīng)商也在積極創(chuàng)新。例如,獨立特種材料公司Syensqo推出的Xydar? LCP,作為本征阻燃聚合物,能在400℃高溫下保持絕緣,且易于注塑成型為更薄的絕緣部件。
其另一款Xencor? XTreme PPA材料,則兼具防火、高強度與輕量化特性,不僅能簡化隔熱設(shè)計,甚至可替代部分金屬結(jié)構(gòu)件,優(yōu)化電池包內(nèi)部空間。
此外,利用相變材料(PCM)的高潛熱特性吸收熱量,以及采用能在異常時自熔斷的電連接系統(tǒng)(CCS)避免短路風(fēng)險,也是常見的組合策略。
不過,有觀點認為,對于發(fā)熱量巨大的超快充場景,效率更高的直冷方案可能優(yōu)于傳統(tǒng)的液冷或相變材料方案。
另一種思路則以“疏”為主,著力于提升散熱效率和熱交換能力。
例如,通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新擴大散熱面積:寧德時代的CTP 3.0技術(shù)將水冷板與電池包底殼集成,麒麟電池則將冷卻板置于電芯大面之間;
特斯拉的4680結(jié)構(gòu)化電池包采用蛇形冷卻管穿梭于電芯陣列,并借助全極耳設(shè)計降低內(nèi)阻發(fā)熱。比亞迪則在其電池包上下兩面均布置了冷媒流道,宣稱換熱性能提升90%,且采用的輕量化、不導(dǎo)電冷媒降低了泄漏風(fēng)險。
此外,采用導(dǎo)熱系數(shù)更高的鎂、鋁復(fù)合材料設(shè)計水冷板,以及優(yōu)化電芯排布方式(如上汽采用的躺式布局,減少熱失控時的蔓延路徑),都是提升散熱效果的有效手段。
最后,智能化的電池管理系統(tǒng)(BMS)扮演著“哨兵”角色。通過“端+云”結(jié)合的大數(shù)據(jù)算法,BMS能夠?qū)崿F(xiàn)對電池狀態(tài)的實時監(jiān)控與早期預(yù)警。
例如,基于電芯內(nèi)阻模型(EIS)動態(tài)調(diào)整充電電流(許多快充策略在SOC達到80%后會主動降低充電倍率);
或如特斯拉BMS V11版本引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測局部熱點,實現(xiàn)±1.5℃的精確溫差控制。
可以看到,從材料到電芯,從結(jié)構(gòu)設(shè)計到熱管理,再到智能控制,行業(yè)正在多維度構(gòu)建動力電池的安全防線,逐步向“無熱擴散”乃至“零熱失控”、“零自燃”的終極目標邁進。
然而,這些紛繁技術(shù)方案的有效性,最終需在日益嚴格的安全標準下得到確認。
隨著超快充加速滲透,技術(shù)進步與安全標準的協(xié)同,將直接關(guān)系到市場接受度和產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。未來幾年,新國標落地與安全技術(shù)驗證將是觀察行業(yè)安全水平的關(guān)鍵窗口。
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