电车起火, 电池新国标也杜绝不了|工程师来信

「作为汽车产品的一线缔造者，工程师是最了解汽车产品和技术的人群。产品好不好，技术深不深，用料真不真，在36氪「工程师来信」栏目，你能看到更真实的一面。」

当一辆车以百公里每小时的速度撞向高速隔离带，随之而来的就是400摄氏度的车内温度、30秒内被融化的车窗玻璃、只剩下金属框架的整车。逃生，或者说在几秒钟之内逃生，在这样的条件下当然是件比较艰难的事。

到去年年底，中国新能源汽车渗透率已突破了50%，但起火的电池包似乎仍是新能源汽车的不可言说之痛。动力电池起火能否不起火？起火后乘客能否拥有更多的逃生时间？一起起电池起火案例将这些问题摆在了越来越显眼的位置，有关部门再次提高了动力电池的技术标准。

今年3月，《电动汽车用动力蓄电池安全要求》（GB38031-2025）颁布， 相较2020年颁布、2021年执行的GB/T38031-2020标准，新电池国标最主要的修改点之一，是将热扩散测试的技术要求，从此前的“着火、爆炸前 5 分钟提供热事件报警信号”，修改为如今的“不起火、不爆炸（仍需报警），烟气不对乘员造成伤害”。

不仅如此，相比现行的通过针刺、外部加热诱发热失控的测试方法，新国标还增加了内部加热测试，用以模拟更苛刻的工况。

但是，请注意，即便满足了新国标“不起火、不爆炸”的要求，也并不等于实际用车时一定不会起火、爆炸，36氪通过与几位工程师交流后了解到，实验条件并不能覆盖所有复杂的用车情况，目前没有技术能完全杜绝动力电池起火，行车安全的主动权还是掌握在司机手里。

对话人士：A，多年主机厂电池事业部经验

36氪汽车：早在一年前多数车企对电池的要求就已经是Pack（电池包）层面要做到NTP（整包无热蔓延设计）了，为什么电池起火的案例还是没有杜绝，这是否说明，仅仅是做到了Pack层面的NTP还远远不够？

Q：Pack层面的NTP，是在特定的测试条件下的安全。大多数公司也能做到，常规适应下，单电芯热失控后通过水冷，排气，断电等一系列措施防止热失控。但是不可能所有的极端情况都覆盖。

上次小米就是个例子，那么快的车速撞水泥墩子，防护就失效了，就像系了安全带也不能保证撞不死。

再说一个之前看到的案例，比如车辆行驶在人行道上，因为地砖松动，车辆驶过时整块砖翘起来插入电池包。这是家头部电池厂商生产的电池包，而且也通过了测试标准。

36氪汽车：有一种观点认为，电池的体系安全比电芯安全更重要，那新国标中，要求单个电芯不起火、不爆炸这一条是否有意义？

Q：单体电芯的本征安全对电池整包的安全有意义。单电芯本征越安全，电池整包越容易符合国标热安全要求。

对话人士：Q，从事电芯研发，6年头部电池供应商工作经验

36氪汽车：要想实现电芯不起火不爆炸，电池厂商可以通过哪些技术、材料等层面的优化来实现？

Q:电芯是由四大主材构成的，分别是正极、负极、电解液、隔膜。

正负极的材料基本上固定了，这是由锂电池的电化学原理决定的。目前正极材料主要是NMC（镍钴锰酸锂）、LFP（磷酸铁锂）、NCA（镍钴铝酸锂）还有LCO（钴酸锂）等锂的氧化物形式，负极材料以人造石墨为主，但在掺杂或者投料时，可能会有些辅材的微调。除非材料体系变了，比如全固态或者是硅负极一般是对容量很高的载体用，钠离子电池这种 隔膜材料理论上是可以升级的。

现在的隔膜普遍是用PP（聚丙烯）或PE（聚乙烯）做基膜，再用陶瓷或者PVDF（聚偏二氟乙烯）涂覆。但如果能换成PI（聚酰亚胺）这种材质，用火烧都烧不坏，消防员穿的衣服里面就是PI。这样一来，电解液就很难刺穿隔膜造成短路。现在的短路一般都是电解液和水汽接触从LiPF6（六氟磷酸锂）变成了HF（氢氟酸），这东西比硫酸还剧烈。但问题在于，PI的成本很高，商业化落地可能比较难。

电解液算是电芯里最重要的东西，所以电解液配方一般高密度较高。而且它的配方很复杂，一般每种类型或者项目的电池都有独立的电解液配方，但一般电解液里都会有阻燃剂的成分。

技术上比较重要的可能是涂覆，因为锂电池生产有两道比较重要的工序，一个是涂覆，还有一个，如果是圆柱电，就是卷绕，方形铝壳电池的话叫做叠片。

涂覆的面密度、均一性、公差以及平整度都很重要，还要通过CD全点去看它头部、尾部、中部，以及双面的极片的厚度。卷绕或者叠片的时候要注意不要格目，或者打折。

一些不良的极片，如果还在往下进行流转的话，那肯定是不太安全的。所以生产时要进行监控，在生产过程中，淘汰掉一些劣质的极片，那安全性能也会提升。

36氪汽车：新国标还新增了底部撞击测试和快充循环后安全测试，电池厂商该如何满足这些新增的要求？

Q：先来说底部撞击，这有点像一个高级的针刺实验。

这方面，刀片电池的安全性可能差一点，它pack的结构设计，其实不那么耐撞击，这和它的工艺相关。

刀片电池的叠片方式像三明治一样，正极、负极中间夹一层隔膜，电池壳用的还是偏软的铝壳。这种叠片的工艺造出来的效果，不像特斯拉那种全卷的结构，对针刺的耐受性那么强。而且特斯拉的电池全做了灌胶。

但刀片结构，把电池做成长条形，堆叠在底盘上面，可以实现空间的更充分利用，塞入更多电池，提高续航里程，以及整体的恒定电压。而且铝壳的优势是，铝本身更轻，可以减轻电池包的重量，劣势就是外壳脆弱不耐撞。

当然模拟出来的效果，和实际用车场景肯定有一定差异，针刺实验可能只是扎到了一个电芯上面，所以它不会爆炸，实际用车时可能会发生斜撞，挤压了好几个电芯，说不定就会爆炸。

也可以通过材料的优化去提高安全性。电池最下方是底护板，目前一般用的是型材、钣金等材质，配合一些特殊涂层。底护板上面是冷板，电芯是黏在冷板上的，底护板和冷板间的缓冲间隙，可以填充泡棉等材料。要想提升安全性，在底护板上涂上防弹涂层就是一种方案。

快充循环之后的安全测试，目前多数电池都能做到。就算是0 SOC（电池电量为0）到100 SOC（电池电量为100），15分钟也就是4C倍率，何况现在只是20% ~ 80%的区间，相当于充电速率不低于3C，所以这个测试并不难通过。

而且测试没有定义单一的电芯是多大容量，有些单体是280安时，有些是300多安时， 既然没有定义容量，用一些低容电芯就可以通过测试。电芯单体容量越大，通过快充测试就越难。

36氪汽车：新国标出台后，三元锂电芯的前景将如何，相比磷酸铁锂电芯，三元锂电芯要想通过新国标应该是更困难的，那么可以通过哪些技术手段克服这些难点？

Q：这跟材料的微观结构有关。LFP（磷酸铁锂）是橄榄式的结构，不像NMC（镍钴锰酸锂）是三种元素共聚的层状结构。层状结构的扩散系数明显优于橄榄结构，所以它起火爆炸的概率会更高。

侑于材料本身的特性，目前也没有谁能把三元锂电车做得特别安全，也有像宁德时代这样的企业用AI技术优化它整体的电化学配方，但似乎还没有谁可以保证三元锂电池可以做到不起火不爆炸。

对话人士：H，多年电池包供应商经验

36氪汽车：新国标可能会对一些电池材料供应商带去何种影响，会造成电池厂商上游供应商的洗牌吗？

Q:新国标带来的影响，更多的还是针对电池厂商，对电池产业链上游的影响可能不会那么大，因为不少电池厂商原本执行的标准就比较高。比如有家上游供应商做前期焊接调试时，有上汽的焊接标准和宁德时代的焊接标准，他们领导就要求哪个标准严格就用哪个，实际应用过程中有时候可能还会做收严。所谓收严就是执行比通用标准更严格的要求，比如尺寸通用要求偏差±8mm，实际生产过程中，为了保证产品质量，可能会按照±6mm执行。

36氪汽车：新国标有可能约束以往电池行业的哪些潜规则？

Q:要想约束一些行业潜规则，更多的可能需要依靠处罚机制。只是提高防护标准，很多偷工减料的行为还是有可能出现，因为惩罚力度不够。