從“針刺”到“槍擊”，動力電池為何這麼卷？_風聞

多年以後，面對已經徹底擊敗燃油車的新能源汽車行業，希望人們還能回想起一塊塊弱小的電池面對針刺和槍擊“英勇就義”的那些遙遠的下午……

上個月，廣汽埃安發佈了彈匣電池2.0電池安全技術，成功通過了“槍擊試驗”，讓新能源行業的電池安全技術再次迎來突破。

圖源：@埃安AION

從早前的“針刺”，到現在的“槍擊”，不得不説：新能源行業的歲月靜好，要多虧了電池們負重前行。

作為關乎汽車續航能力與安全性的關鍵一環，動力電池的重要性是毋庸置疑的。而我們知道，論安全性方面，三元鋰電池相較於磷酸鐵鋰電池來説不夠穩定——磷酸鐵鋰的電池温度處於500-600℃時，其內部化學成分才開始分解，而三元鋰電池在300℃左右就開始分解。這也是行業裏公認的痛點。

近年來三元鋰電池在市場佔有率上逐漸落於下風，這也是重要的原因之一。

但三元鋰“能量密度高”的優勢始終是巨大的，車企們當然不會輕易放棄，而關鍵就在於如何提高安全性。

埃安的“彈匣電池”系列，正是探索三元鋰安全性的成果。

早在兩年前，埃安就發佈了初代“彈匣電池”，並通過了“針刺試驗”，實現了行業內首次三元鋰電池整包針刺不起火。它在技術上主要採用的是類似彈匣安全艙的設計，並因此而得名。將每個電池包的電芯都獨立放置於安全艙之內，便可有效阻止熱失控電芯的蔓延，即便個別電池出現意外，也無法威脅到周邊的電池。

針刺試驗，是國標動力電池安全試驗標準裏挑戰性最大的一項，它要求電池在被8mm的鋼針穿刺後5分鐘內不起火，十分苛刻。此前比亞迪的“刀片電池”就因通過了針刺試驗而以安全著稱。但刀片電池是磷酸鐵鋰材質，相比之下，埃安的彈匣電池（1.0）是首個達成三元鋰整包不起火的電池技術，因此其意義絲毫不亞於刀片電池。至今，搭載彈匣電池的車型已售出近40萬輛，但依然保持着“0自燃”的紀錄。

而此次的彈匣電池2.0又在初代的基礎上，將安全標準進一步提高為“槍擊”，直接從冷兵器時代跨越到了熱兵器時代。相較於針刺試驗，槍擊試驗對質量的考驗更加嚴苛——當子彈穿透電芯時，它的速度可達針刺的975萬倍，創口直徑是針刺的7至8倍，可瞬間擊穿多個電芯並造成熱失控和爆裂性破壞，但彈匣電池2.0成功做到了“無起火，無爆炸”。

圖源：@埃安視頻號

究其根本，在於一系列原創技術的突破。如納米陶瓷材料打造的超穩電極界面，在熱失控的情況下電芯温升速率也能降低20%；與中國航天合作開發的阻熱相變材料，將隔熱性能提高了40%；電芯滅火系統更是給電池配備了“自助消防功能”，一旦發生熱失控，大量的滅火劑就會被瞬間精準噴淋到失控電芯上。

圖源：@埃安AION

在這些技術的加持下，彈匣電池2.0的安全性又上了一個台階。

如前文所述，動力電池之所以重要，是因為它關乎續航與安全。而目前兩大主流電池材料——磷酸鐵鋰和三元鋰——恰恰站在了天平的兩側：前者安全但續航能力（即能量密度）不足，後者續航給力但安全性不夠。

因此，近些年我們看到的電池領域的創新，包括埃安“彈匣電池”、比亞迪“刀片電池”、長城“大禹電池”、寧德時代“麒麟電池”等，其實都是通過在結構上做文章，來分別彌補各自的短板。

如刀片電池就是將電池的物理結構進行重新設計，將電芯進行扁平化處理，通過大電芯和去模組來提高空間利用率，使能量密度達到140Wh/kg，比傳統的磷酸鐵鋰電池增加了大約9%；長城汽車的大禹電池則是貫徹了“堵不如疏”的理念，讓電芯內的高温、高壓氣體與火流分散，或通過專門的通道排出，避免集中在一處爆發，從而能夠提高三元鋰電池的安全性；寧德時代去年推出的CTP3.0技術麒麟電池更是將系統集成度推向了全新的高度，體積利用率超72％，能量密度達255Wh/kg。

其實，刀片電池與麒麟電池都屬於CTP（即Cell to Pack）方案，即跳過模組環節，直接將電芯集成在電池包上。在它之後還有更加終極結構設計方案——CTC技術（Cell to Chassis），即將電池與底盤進行“融合”，電池成為了車身結構的一部分，從而實現更高程度的集成化。目前，特斯拉、零跑、比亞迪、寧德時代等廠商在這一領域均已有佈局。

圖源：@寧德時代官方微博

總而言之，面對互有優劣的磷酸鐵鋰和三元鋰，提高它們的安全性和空間利用率，是眼下電池行業的努力方向。

顯然，以上這些，都是在電池材料技術發展沒有突破的前提下的一種“無奈之舉”。就像《三體》中基礎科學被鎖死的地球一樣，縱然在技術的應用方面可以繼續前進一段，但遲早都會撞上天花板。

**顯然，動力電池的未來創新，必然要從電池結構創新逐步發展到材料體系的創新。**在電池材料上取得突破，是整個電動汽車行業翹首以盼的事。而固態電池或許就是承載着人們期盼的那位“救世主”。

從電解質的物理狀態來看，目前的磷酸鐵鋰和三元鋰都屬於液態電池，通過正負極與電解液發生反應從而釋放電能。相比之下，固態電池則是以固體電解質代替了液體電解質，而固態材料不可燃、不漏液，無論是安全性還是能量密度都有了大大提高，因此被很多人視作下一代電池技術。就像理想CEO李想説的：“磷酸鐵鋰屬於大巴，三元鋰電屬於乘用車，固態電池屬於未來”。

目前，國外的豐田、大眾、寶馬等企業，都已經在固態電池的研發上取得了一定進展，特別是豐田，在車規級固態電池領域擁有超過1000項專利，並表示第一輛搭載固態電池技術的豐田汽車將在2025年左右到來。國內的比亞迪、寧德時代、上汽、衞藍新能源、清陶發展、國軒高科、贛鋒鋰電等廠商，也都已佈局固態電池的研發。

但固態電池畢竟任重道遠，無論是製造工藝、產業鏈的完善程度等，都有待繼續打磨。中科院院士歐陽明高曾表示：“固態電池真正投入大規模商業應用的大概時間在2025年-2030年之間。”

雖然尚需幾年的等待，但我們可以肯定的是：固****態電池的問世一定會將新能源汽車取代燃油車的歷史進程推進一大步。