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动力电池新国标 NO TP !阁下如何应对?

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2025年4月14日,工信部在官网发布了文章 “一图读懂GB 38031—2025《电动汽车用动力蓄电池安全要求》强制性国家标准”,新标准主要对单体电池的快充循环后安全、电池包的热扩散和底部撞击进行了重要修订,对于新申请车型的执行时间是2026.7.1,对于已获得批准车型执行时间是2027.7.1。
新版国标中难度最大的,莫过于热扩散测试后要求电池“不起火、不爆炸”。想要理解其中的难度,让我们先了解下热扩散的原理。这里引用欧阳明高院士课题组2020年在 Joule 上发表的文章中的部分内容作为说明。
如上图中“IN Path”所示,单体电芯从常温到热失控,依次经历了如下环节:
  • 电芯因外部加热,本体温度达到T1的温度,即SEI分解开始的温度。
  • 电芯内部的隔膜收缩破损,内部发生短路。
  • 正极活性材料释放活性氧,活性氧可能迁移和氧化周围环境。
  • 负极与电解质发生反应。如果有析锂现象,锂枝晶可以在较低的温度下与电解质发生反应。
  • 正极和负极在高温下混合在一起。快速的氧化还原反应释放出大量的热量。
  • 电池内部材料之间激烈的氧化还原反应触发电芯热失控。

     
文章同时也根据电芯热失控各阶段的特点提出了降低风险的方案:
  • 使用电解质添加剂形成更稳定的SEI,提高其高温稳定性。
  • 应用热阻高的隔离膜,如陶瓷涂层隔离膜。
  • 改变正极材料结构,多用单晶,减少表面积。
  • 使用电解质添加剂提高耐热性和均匀性;负极涂覆Al2O3抑制锂沉积抑制锂枝晶生长。
  • 用热响应材料阻断正负极接触;中和氧化剂和还原剂,使反应更温和;减少总释放能量或降低热释放速率。

上述方案的前四点均已在量产电芯上大规模应用,但目前仍然无法避免电池底部刮蹭(相关阅读:从小米SU7着火看电池热蔓延)或高速碰撞后起火的现象。
那么除了电芯级别的改善,是否可以在电池系统层面找到解决方案呢?
2022年,宁德时代推出了CTP 3.0电池包,通过将冷却板竖直排布到电芯之间,可以实现对局部电芯温度速降,搭配电芯倒置技术,电芯开阀后向下释放热量,为乘客逃离座舱争取时间。(相关阅读:小米SU7 MAX电池拆解-1
同样为CTP设计的Cybertruck电池包则通过灌胶方式,将4680电芯之间的空气挤出,这样即便单一电芯发生热失控,因为缺少供其燃烧的氧气,也可以在一定程度上阻止热扩散的发生。(相关阅读:Cybertruck电池全网首拆
图片
另外还有一个思路是在电池包内加入“消防员”,即阻燃喷淋系统。这样的设计在高合的 Hiphi Z 的电池包里出现过,但制造复杂度和成本方面需要做出牺牲。
【高合HiPhi Z图片-汽车图片大全】-易车
无独有偶,近日现代摩比斯表示,成功开发出了在电池着火时喷射灭火剂即可立即灭火的新技术。这是一个可以通过防止热量传递到相邻电芯来防止热失控的技术。

新系统防止热量传递到邻近的电芯,在起火后5分钟内喷洒灭火剂,以尽早灭火。随着多个国家正在推进防止热失控的强制性措施,预计它将作为下一代安全技术在全球市场上备受关注。摩比斯已经申请了三项专利,包括一种电池外壳设计,努力推进电池系统,如开发防过热材料。

那么,除了液态锂电池的热扩散研发,业界也将希望寄托在可燃性更低的全固态电池上,但目前全固态电池仍面临诸多挑战,量产时间还需等待。(相关阅读:全固态电池赛道:大家都跑到哪儿了?

笔者相信,在国家强制安全标准的引导下,相关的工程师和科研人员会找到合适的解决方案,让人们的出行不再为安全担忧。

以上是关于电动汽车电池热安全的一些分享,希望对感兴趣的小伙伴有所帮助。

素材来源:

工信部官网;

Mitigating Thermal Runaway》by Xuning Feng, Dongsheng Ren, Xiangming He, and Minggao Ouyang;

现代摩比斯官网;

2025 China Solid State Battery Developer Forum;

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来源:小明来电
碰撞燃烧汽车消防UM爆炸材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-04-24
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小明来电
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企示录:Northvolt

日前,曾被誉为“欧洲电池之光”的瑞典电池制造商 Northvolt 正式申请破产保护。公司表示,尽管寻求了所有可用的方案来磋商和实施财务重组,包括在美国进行破产保护重组程序,尽管贷款人和主要交易方提供了流动性支持,但公司仍无法获得必要的财务条件以目前的形式继续运营。作为欧洲本土最大的动力电池企业,Northvolt的倒下不仅折射出新能源产业链的深层矛盾,也为全球动力电池行业敲响了警钟。今天我们就来聊一聊 Northvolt 这家公司。1. 公司简介 2017年,Northvolt 宣布了一个大胆而简单的计划:通过开发世界上最环保的电池来实现能源的未来,并建立欧洲电池供应。Northvolt 的使命是制造世界上最环保的电池,以最小的碳足迹和最高的回收野心。Northvolt的愿景是通过提供可持续的、高质量的电池和系统,加速向脱碳未来的过渡。 Northvolt 的总部位于瑞典,并在欧洲和北美设有多个电池厂和研发中心。 Northvolt 的电池业务包括汽车、储能、工程机械和航空。 通过“垂直整合”,Northvolt 搭建了从采矿到电池生产,再到电池回收的全产业链的完整供应链体系。2. 研发能力 Northvolt 于2021年投资7.5亿美元建立全球首个覆盖整个电池生态系统的研发园区,第一个新设施已经在建设中,这是一个研发中心,将使新型电池材料和产品的开发成为可能,从而扩大 Northvolt 的能力范围,以满足对定制解决方案日益增长的需求,同时也推动了下一代电池技术的界限。与此同时,一个15000平方米的新办公室正在开发中,以支持员工人数从今天的400人增加到至少1000人,他们将在 Northvolt 实验室工作。 除此之外,笔者并未在 Northvolt 官网上找到其他关于研发能力的信息,也许这正是他们走向破产的原因之一。3. 主要产品 3.1 锂离子电池 除了以上描述性的语言,笔者并未在 Northvolt 官网上找到其他关于电芯实际能力的信息。3.2 钠离子电池 Northvolt 在2024年推出了自家的第一款钠离子电池,能量密度可达160Wh/kg,除此之外是下图的描述性的语言。 3.3 锂金属电池 2021年,Northvolt 针对航空领域,收购了一家锂金属电池公司Cuberg,并将其专利转至内部。这块电池容量为20Ah,能量密度可达395Wh/kg。 3.4 储能电柜 该款储能柜可以兼容从281千瓦时到1405千瓦时的部署需求,同时支持云管理。 4. 破产原因 最后我们来看看被誉为“欧洲电池一哥”的 Northvolt 是如何走向破产的。 2024年6月,宝马取消了20亿欧元的电池订单。2024年10月,Northvolt 的子公司 ETT Expansion 申请破产。2024年11月21日,Northvolt 公司申请破产保护。在股东们继续努力解决问题的同时,公司仍在运营。 上图左侧展示了 Northvolt 的债务结构,右侧是股权结构。 如上图所示,在一个高知识壁垒、资本密集的行业,Northvolt 雄心勃勃的扩张战略暴露出了严重的失误:对核心业务部门缺乏关注,导致资源过度紧张,运营效率低下。 每轮融资都伴随着一个新项目或新产品的发布,这进一步稀释了人们的注意力,也使产能变得紧张。 严重的劳动力短缺加剧了挑战,只有200名员工管理着三家在建工厂。从2024年开始利率上升的贷款结构要求严格执行,这受到优先事项竞争和劳动力支持不足的阻碍。 迄今为止,由于缺乏收购价格披露,Northvolt 收购 Cuberg 的影响一直难以评估。购买价格(“支付的现金对价”)为1120万美元现金,1480万美元包括360万美元的债务假设(“已免除票据”)。权益(“按公允价值发行的股份”)和盈利能力(盈利能力支付)是非现金考虑因素。 2021年的年烧钱率为690万美元,员工人数为56人。从2021年到2024年,Northvolt 因收购 Cuberg 而遭受的现金损失总额估计为7800万美元,当时该公司在宣布破产前几个月关闭。Cuberg 未能推出一款可行的商业产品,而这款产品本可以成为行业领导者;Cuberg 未能兑现为现有设施和设备提供“插入式”锂金属生产线的承诺;Cuberg 未能将其先进的研发计划推广到 Northvolt 更广泛的运营中。以上为 Northvolt 公司的部分介绍,希望对感兴趣的小伙伴有所帮助。小明来电⚡为你充电,我们下期再见,拜拜~素材来源:Northvolt官网Volta Foundation 《Battery Report 2024》来源:小明来电

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