文章核心观点 - 在2025年起点锂电行业年会上,行业专家围绕“新材料新工艺如何让锂电池变得更安全”展开圆桌对话,认为电池安全是一个系统工程,需要从电芯材料、制造工艺、系统管理(BMS)及终端应用场景等多个维度协同创新,其中固态电解质、AI赋能BMS、磁悬浮物流系统等新技术被视为提升安全性的重要方向 [1][20][21] 电池安全问题的根源与系统性认知 - 电池本身相对安全,其安全隐患主要源于电池组串联并联后的一致性差异,单体电池的一致性问题是安全的核心挑战 [4] - 电池安全是一个涵盖“根、干、叶”的系统工程:材料是根,工艺与制备是干,系统管理是叶,三者缺一不可,需协同发展 [20] - 电池技术路线选择与安全性能密切相关,例如磷酸铁锂比三元材料更安全,而钠电池又比磷酸铁锂和三元材料的安全度更高 [14] - 终端应用场景的复杂性和严苛性(如外卖、快递等高强度商用)是导致电池安全问题频发的重要原因,电池开发必须与具体使用场景相匹配 [15][19] 材料层面的安全技术创新 - 固态电解质被视为从根本上提升电池安全的关键方向,可避免液态电解液汽化导致的易燃爆炸问题 [4][5][6] - 固态电解质存在氧化物、硫化物、聚合物等多种技术路线,各有优劣:硫化物电导率高但本征安全性低;聚合物加工性好但电导率和安全性居中;需在电化学性能与本征安全之间寻求平衡 [5] - 液态电解液的研究方向是提升其本征安全性,使其在热失控过程中能有效抑制火势蔓延 [5] - 钠电池因材料体系不同,在低温性能等方面展现出潜在的安全优势,但实际应用数据尚不充分 [18] 工艺与装备层面的安全提升 - 磁悬浮物流系统在电池制造过程中能实现丝滑启停,避免极片料盒磕碰,从而减少因人为或设备故障导致的短路风险,是提升制造过程安全性的重要装备 [11][20][21] - 制造工艺中的粉尘控制和毛刺管理至关重要,导电性粉尘或过大毛刺极易引发电池内部短路 [20] - 设备端正集成更多芯片与算法,以确保运行过程的安全与无干涉 [11] 电池管理系统(BMS)与系统集成的安全创新 - AI技术正被用于BMS开发,通过对海量芯片测试数据进行挖掘,可以发现传统方法难以察觉的安全保护盲点和方向,实现更精准的电池管理 [9] - 系统级联合创新至关重要,硬件上的保护难题可能通过系统、云端、软件层面的协同得以解决 [10] - 特斯拉在电池系统管控能力上领先,其选择大量小圆柱电芯(如18650)的策略,通过强大的BMS管理能力,在提升性能的同时兼顾了安全性 [16] - 主动均衡BMS技术(如力通威研发的单体均衡技术)能有效管理电芯一致性,对提升电池包整体安全和寿命至关重要 [10][19] - 在储能等体积受限较小的领域,可采用“静默式温控”等新思路来提升系统安全性 [16] 终端应用场景对安全提出的挑战与要求 - 快充技术对电池寿命和安全的影响存在争议,频繁快充可能需配合定期的慢充深度修复来维持电池健康 [18] - 低温充电效率是锂电池(包括三元和铁锂)面临的普遍难题,实验室数据与实际应用环境(如零下10摄氏度)存在巨大差距 [18] - 电芯级别的安全测试(如循环、过充过放)结果无法直接等同于电池包级别的安全表现,对BMS和充电器提出了更高的主动管理要求 [19] - 电池产品必须与最终使用场景严格匹配,例如家用、商用(外卖)、3C电子、越野休闲等不同场景需要不同的电池和BMS管理策略 [19]
圆桌对话:新材料新工艺如何让锂电池变得更安全?
起点锂电·2025-12-18 10:06