快充电池热失控防护，听听专家们怎么说

2024年10月30日，由NE时代主办，深圳科晶协办的“2024第四届xEV电池技术论坛暨第二届固态电池技术产业大会”在上海嘉定顺利开幕。在大会第一天，来自整车企业以及供应链多位专家分享了对未来动力电池快充发展方向及解决方案的看法。

01.新能源汽车长期看好，混动与纯电电池方案重叠文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autosandian202411862.html

如今新能源乘用车占比已经突破50%，与燃油车型形成分庭抗礼之势。NE时代曾丽平预测预计到2030年，新能源汽车将突破2000万辆。从市场分布来看，当前在A00和C级车领域新能源已经占据主流位置，这也是此前新能源市场长期呈现哑铃状后造成的结果。文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autosandian202411862.html

曾丽平，NE时代CEO&研究院院长文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autosandian202411862.html

未来A级和B级新能源市场的持续渗透将成为增长的关键。在这个过程中，混合动力将成为主要技术形态，这是因为相比纯电，混合动力车型成本相对较低，更容易实现油电同价。文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autosandian202411862.html

蜂巢能源孙彩亮也持同样观点。在新能源总量方面，孙彩亮预测2026年达到62%，其中混合动力占比达到一半。文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autosandian202411862.html

孙彩亮，蜂巢能源商品战略规划总经理文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autosandian202411862.html

受混动车型的带动，对电池的要求也会有所改变。文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autosandian202411862.html

首先是低成本的电池方案要求，数据显示当前混动短续航电池均为磷酸铁锂，三元只用在长续航的混动车型中。未来，随着磷酸铁锂方案的提升，孙彩亮认为三元只是在50度以上的混动车型中搭载，主要是出于能量密度和放电性能的考虑。文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autosandian202411862.html

其次混动的电量也将持续提升，尤其是在增程车型中。因此会与纯电车型出现重叠。蜂巢能源133Ah短刀电芯便是面向该领域，具备2.2C的快充性能，可以匹配45-55度电整车需求。

02.快充是核心看点

曾丽平认为虽然站在行业的角度，降本会持续存在。但新能源行业还在快速发展中，降本并不会影响阻碍行业向前进步。随着市场的持续扩大，快充是电池发展一个重要的方向。

极氪王玉玲展示其金砖电池的快充性能。常温情况下，10%-80%充电时间为10.5min，10%-100%充电时间为20min，最大充电倍率为5.5C。在环境温度为-10度情况下，10%-80%充电时间为30min，低温充电速度同样优秀。

王玉玲，极氪智能科技电池研发部部长

深蓝汽车杨辉前表示，当前已经进入3C/4C快充时代，未来将会有6C，甚至更高的快充电池推出，充电桩的建设速度也支持这一方向发展。孙彩亮也表示，随着混动车型电量的不断增加，未来快充也将在混动车型中实现应用。

杨辉前，深蓝汽车科技有限公司电池开发副总工程师

03.如何做好快充电池安全

快充不可避免会增加热失控的风险。根据ARC测试结果，4C电极反应的动力学过程更加剧烈，也就意味着一旦发生热失控，单位时间内产生的热量更大，对PACK的热防护能力也就更高。

泛亚汽车吉英亮也指出当前电池热失控存在的原因较为多样，同时场景也不容易预判。在一定程度上增加了预防的难度。

吉英亮，泛亚汽车技术中心智电平台电池开发负责人

一汽研发总院陈永胜表示，快充并不会降低行业对电池安全的要求。未来动力电池安全将从现阶段的无热扩散逐渐向零失控、零自燃的终极目标进化演变。但在当前，还是需要解决好无热扩散的电池设计方案。

陈永胜，中国一汽研发总院新能源开发院电池系统设计主任

如何预防电池热失控，防止热扩散。参会嘉宾均表示需要从系统层面着手，分解到电芯、模组/模块、电池包、整车、控制系统以及云端预警等方面。大的方面可以分为本征安全、被动安全和主动防护。整车企业在其中要起到高要求、高标准的推动作用。

电芯安全是最为基础的本质安全要求。电芯安全需要从材料层面着手，选用热稳定性高的正极、负极、电解液以及膈膜材料，并在制造过程中严格进行一致性管理控制，确保电芯生产的一致性。杨辉前重点提到了两点，一是电芯材料禁止不同供应商混用，二是在制造过程中严格进行异物缺陷控制。数据显示，当前异物虽然出现概率极小，但主要出现在两端，后续也需要行业一同努力，寻找原因并共同解决。

在电池包方面，则要做好热、气、电气的分割。极氪金砖电池中首次应用了冷相变技术，用于提升吸热性能。一汽也提到了相变材料加隔热材料组合的优势。深蓝则是采用自熔断CCS避免短路风险。热的方面则是加大散热能力。一方面采用电芯大面散热方案，另外水冷板材料也需要升级。纵贯线李开泉带来其6系复合层材料的水冷板方案便是为了应对快充带来的快速散热需求。6系复合材料主要是镁和铝复合而来，具有导热系数高和轻量化的特点。

李开泉，宜宾纵贯线科技股份有限公司热管理研究院院长

被动安全方面，则是通过电池包与整车安全共同实现。此外，电池包自身的物理防护也需要提升。猿金刚李武松带来其树枝状高分子相关新材料，从材料层面着手提升电池包护板的各项强度，并且具备优异的防火性能。

李武松，深圳猿金刚新材料有限公司创始人兼董事长、总经理

主动安全则是通过端云一体的大数据算法方式做到及时预防，提前预警。

正如上述而言，热失控发生原因多样，虽然当前做了很多努力改进，但是依然无法保证100%不出现热失控。因此，就需要考虑单个电芯如果出现热失控，要确保电池包不出现热扩散。

这也就意味着对应的电池结构要做好耐热性能和阻热性能。

当前电池护板、上盖采用的钢制结构，一是为了防腐需要电泳，二是考虑耐磨采用PVC。但二者均具备可燃性，即超过400度情况下，容易发生燃烧。当前采用云母用于隔热，但云母并未一整张，在边缘结合处火烧后容易发生位置改变，进而暴露结构件，造成热扩散。母排则是要求在火烧之后依然保持绝缘性能，将伤害降到最低。即1200度火烧10分钟以上，涂层不脱落、不开裂，耐压3800V，漏电流不大于1mA。

佐敦是行业内首家在电池护板上应用喷涂工艺提升阻燃性的。其耐火隔热粉末涂料解决方案可以实现1200度火烧30分钟背面温度依然低于400度的表现。黄扬表示，未来佐敦将会推出单涂方案作为目前三涂方案的降本解决方案。

黄扬，佐敦涂料行业经理

宜可居伍明带来的是低温喷涂方案，其固化温度可以达到95度，远低于行业的200度，因此可以用在热敏性高的领域。

在母排方案中，其主要材料是有机硅和环氧树脂，因此兼具低成本特性。其机理为有机硅在高温分解是熔融为高温粘合剂，与无机陶瓷材料二次形成陶瓷膜，达到耐烧的效果。在托盘领域，电池包发生热失控时伴随高温和气体流动环境，采用宜可居方案后可以背面温度在低于400度的同时，涂层不开裂，并且依旧保持完整。

伍明，佛山宜可居新材料有限公司董事长

此外，电池包仿真和测试能力也同样重要。以泛亚为例，采用了最为严苛的测试方法，即测试温度45度以上，电池SOC为100%，同时增加约束结构实现类似整车横梁的效果，以确保电池安全防护的提升。

本次泛亚和一汽均提到了喷淋防护技术。一汽透露该技术已经应用。即将尼龙水管至于电芯防爆阀位置，当发生单个电芯热失控时液体也可以进准实现喷淋。

04.仿真、检测技术很关键

零跑汽车李志详细阐述了如何在电池系统全生命周期进行可靠性研究，即在电池系统在设计、生产、使用等不同阶段，都要满足产品预期的服役要求。这是一个系统化的工程，为此零跑汽车现已具备电-热-化仿真能力，仿真的范围可以覆盖静态载荷、振动耐久、电池机械安全、电流流道设计、热管理性能、热失控多体动力学。能够进行故障机理分析、加速试验验证、寿命评估、功能验证等多个方向，确保可靠性验证的准确性，以提升实际使用中产品稳定性体验。不仅如此，零跑汽车还结合大数据对用户使用行为进行分析研究，不断优化评价体系，确保实际使用的可靠性。

李志，零跑汽车电池产品线电池仿真验证部总监

泰克科技叶昊生详细介绍了针对高电压、大电流场景的检测方案，EA-BT 20000 “单通道” 和 “三通道”电池测试系列解决方案。该方案应用于化成分容阶段，有以下优势，一是高达96%的能量回收效率，意味着可以大幅节省电力。数据显示，单台设备每年可节省电费57600元。另外是高效率，仅有4%的总功率转换为废热，也就意味着可以采用风冷的散热方案。设备空间需求也较小，一台4U的机架式设备可提供 30 kW 的功率。通信速度可以达到1毫秒，并且单台并联、多台串联的多种组合方式。

叶昊生，泰克科技半导体资深行业开发专家

05.轻量化不可忽视

虽然当天论坛主题更多集中在快充解决方案，但降本和轻量化一直贯穿其中。当前轻量化已经不仅仅是整车任务，已经聚焦到电池包的轻量化，即在保证性能的情况下，实现电池包减重。大的解决方向有两种，一是提高电芯能量密度，二是优化电池包结构设计方案。

众森的解决方案是从结构件材料和工艺出发的，通过在复材与钢材复合的方式替代纯钢材的应用，进而实现减重和降低成本。尤其是面向CTB技术方向。

第一种是通过材料减重。即单纯改变复材的应用，用0.6mm的复材替代原来0.8mm的复材，整个结构还是四层，电泳层、钢板层、电泳层和复材层。对比来看，0.6mm的复材能够减重25%，但由于工艺的影响，滚筒剥离强度有所降低。第二种是通过表面处理优化。将电泳工艺升级为喷粉工艺，滚筒剥离强度有所提升，重要的是成本降低。第三种是在第二种的基础上，将复材与钢板的连接工艺由预浸料模压工艺升级为纤维+树脂的湿法模压工艺，进一步实现成本降低。

目前众森与宜可居联合推出复材+喷涂的方案，在实现轻量化的同时，还可以提升防火、防腐特性，同时降低成本。

目前众森的复材解决方案已经在箱体上盖、托盘、CTB电池上盖和电池底护板实现应用，，年产达到200万件。

毛正秋，广东众森实业发展有限公司技术总监