锂电那些事今日头条2025年06月30日 星期一
近期,充电宝市场可谓风波不断。罗马仕、安克等知名品牌相继宣布召回旗下多款充电宝,涉及数量达数百万之巨。与此同时,多款充电宝品牌的 3C 认证证书被 “暂停”,民航局更是紧急通知,自 6 月 28 日起,禁止携带没有 3C 标识、3C 标识不清晰、被召回型号或批次的充电宝乘坐境内航班。这一系列事件,将充电宝的安全问题推到了风口浪尖,也引发了大众对于电池安全的深度担忧与思考。
据召回公告显示,此次充电宝召回的罪魁祸首,指向了电芯原材料的变更。以罗马仕为例,其召回原因是部分电芯原材料在极端场景下可能产生风险,存在安全隐患;安克则是发现某供应商部分批次的行业通用电芯,存在未经批准的原材料变更,可能导致极少数产品在长期循环使用后隔膜绝缘失效,进而引发过热甚至燃烧。一时间,消费者人心惶惶,曾经被视为移动电源保障的充电宝,如今却成了隐藏在身边的 “定时炸弹”。
深入探究,此次充电宝安全问题的源头,是上游供货企业安普瑞斯(无锡)有限公司。该企业生产的电芯,向众多充电宝企业供货,然而其代工厂违规更换电芯隔膜材料,使得多个相关电池及电芯产品 3C 认证证书处于 “暂停”“撤销” 状态。由于电芯生产企业规模较大、话语权强,一旦出现问题,便会如多米诺骨牌般,波及众多下游品牌的充电宝产品。这也凸显出当前电池产业链中,电芯质量管控的重要性与紧迫性。
充电宝作为便携式电子产品的供电设备,其内部核心组件便是锂离子电池。传统的锂离子电池,采用液态电解质,这在带来一定能量密度和充放电性能的同时,也埋下了诸多安全隐患。液态电解质通常由有机溶剂和锂盐组成,具有易燃、易挥发的特性。当充电宝在使用过程中遭遇高温环境、过度充电、短路或者受到外力撞击时,液态电解质极易受热膨胀,甚至引发起火爆炸。此外,在电池充放电过程中,尤其是充电时,如果负极石墨层空间不足,部分锂离子无法 正常嵌入,就会在负极表面不均匀沉淀,形成锂枝晶。随着时间推移,锂枝晶不断生长,一旦穿透电池隔膜,便会造成正负极短路,进一步加剧安全风险,严重时可能导致热失控,引发灾难性后果。
面对传统锂离子电池在安全性能上的重重困境,固态电池作为一种极具潜力的新型电池技术,正逐渐走进大众视野,为解决电池安全问题带来了新的曙光。
从本质上讲,固态电池与传统锂离子电池的最大区别,在于其电解质由液态转变为固态。这种看似简单的结构变革,却带来了一系列令人瞩目的安全性提升。
在热稳定性方面,固态电解质展现出了碾压液态电解质的优势。传统锂电池的液态电解质在温度升高时,容易发生气化、燃烧等反应,而固态电解质大多由无机材料如氧化物、硫化物或聚合物构成,它们在室温下具有较高的离子导电性,且在高温下不易分解,初始放热分解温度大多超过 200℃,远高于液态电池中 SEI 膜和隔膜的分解温度。这就好比给电池穿上了一层坚固的 “防火铠甲”,从根源上降低了热失控的风险,使得固态电池在高温环境下能够保持良好的工作状态,极大地提升了使用安全性。
在抑制锂枝晶生长问题上,固态电池同样表现出色。前文提到,锂枝晶的生长是传统液态电池安全的一大威胁。而在固态电池中,固态电解质的高机械性能能够有效限制锂枝晶的生长空间。与液态电解质不同,固态电解质犹如一道坚实的壁垒,让锂枝晶难以肆意生长,从而避免了锂枝晶穿透隔膜导致内部短路的问题,为电池的稳定运行提供了有力保障。
再者,固态电池不存在液态电解液的泄漏风险。传统液态电池在使用过程中,一旦电池外壳受损或者密封不良,液态电解液就可能泄漏出来。这不仅会对环境造成污染,还可能引发电池内部短路和腐蚀等问题,严重影响电池的可靠性和安全性。而固态电池由于采用固态电解质,从根本上杜绝了这一隐患,为用户带来了更加安心的使用体验。
比亚迪作为新能源领域的领军企业,在固态电池技术研发与应用方面取得了显著成果。其研发的固态电池,安全性表现十分卓越。比亚迪固态电池以固态电解质替换传统液态电解液,从源头上降低了易燃、易泄漏风险。内部结构采用高容量硅碳负极和高占比正极活性物质,使得电池结构更加稳定。在面对高温、压力、冲击、挤压等极端条件的严格安全测试时,比亚迪固态电池均能从容应对,不易出现热失控、短路、破损、漏液等状况,相比传统电池优势尽显。
不仅如此,比亚迪固态电池的环境适应性也极为出色。它能够在 -40℃至 60℃的极端温度环境下稳定工作,无论是严寒的极地地区,还是酷热的沙漠地带,都能减少因环境温度带来的安全隐患。在极寒条件下,不会因为电解液冻结而影响电池性能和安全性;在酷热环境中,也不会因温度过高而引发热风险,真正做到了全气候条件下的安全可靠。此外,比亚迪还在电池外层增加了陶瓷层和柔性缓冲层。陶瓷层如同坚固的盾牌,进一步增强了电池的防护能力,抵御外界的冲击和伤害;柔性缓冲层则像柔软的海绵,在受到外力时起到良好的缓冲作用,大幅提升了电池在各种复杂情况下的安全系数。
国轩高科的金石全固态电池同样亮点十足。该电池已建成首条全固态电池中试线,设计产能达 0.2GWh,核心设备国产化率达 100%。金石电池在安全性方面表现卓越,具备不起火、不爆炸的特性,历经严苛考验依旧坚实如初。其电池系统配备高敏感酸性气体预警装置,配合高预紧力加持以及缓冲隔热材料守护,为长距离出行的安全续航提供了有力保障。目前,搭载金石电池的电动车已经开启路测,这标志着国轩高科在固态电池商业化应用的道路上迈出了坚实的一步。
尽管固态电池在安全性方面展现出了巨大的优势,但要实现大规模商业化应用,仍面临一些挑战。例如,固态电池中固态电解质与电极材料之间的界面稳定性问题,是影响电池性能和安全性的关键因素。界面处的不稳定性可能导致电池性能下降,甚至在极端情况下引发安全问题。此外,固态电池的长期稳定性尚未得到充分验证,随着时间的推移,固态电解质可能会发生退化,影响电池的性能和安全性。
不过,科研人员和工程师们并未因此退缩。针对这些问题,他们正在积极探索多种解决方案。通过界面工程技术,优化固态电解质与电极材料之间的界面结构,提高界面稳定性;在材料创新方面,不断研发新型的固态电解质材料和电极材料,以提升电池的整体性能和稳定性;在制造工艺上,持续改进生产流程,提高产品质量的一致性和稳定性;同时,从系统级安全设计出发,构建全方位的电池安全管理体系,确保固态电池在实际应用中的安全性。
从此次充电宝召回事件,我们深刻认识到电池安全问题的严重性和紧迫性。传统液态锂离子电池在安全性能上的短板,已无法满足人们日益增长的对安全、可靠能源的需求。而固态电池凭借其在热稳定性、抑制锂枝晶生长、无泄漏风险等多方面的显著优势,为解决电池安全问题提供了切实可行的方案。尽管目前固态电池在商业化进程中还面临一些挑战,但随着科研的不断深入、技术的持续进步以及产业链的逐步完善,相信在不久的将来,固态电池将迎来大规模商业化应用的春天,为我们的生活带来更加安全、高效、环保的能源解决方案,让我们在享受便捷电力的同时,无需再为电池安全问题而担忧。