技術(shù)：高鎳三元鋰為何10秒爆燃？從MEGA事故看電池安全與未來(lái)趨勢(shì)

三元鋰為何熱擴(kuò)散如此迅猛？磷酸鐵鋰呢？

MEGA電池的技術(shù)創(chuàng)新是否影響到電池安全？

未來(lái)固態(tài)電池能否終結(jié)自燃？

10月23日深夜，上海一輛理想MEGA（參數(shù)丨圖片）在行駛時(shí)突然從底部起火，并在極短時(shí)間內(nèi)爆燃，雖然事故原因尚待調(diào)查，但事件本身讓行業(yè)再次將目光投向一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，那就是電車熱失控問(wèn)題。

三元鋰為何熱擴(kuò)散如此迅猛？磷酸鐵鋰呢？

理想MEGA采用高鎳三元鋰電池，這類電池的優(yōu)勢(shì)是能量密度高、續(xù)航長(zhǎng)，但其安全邊界本質(zhì)上比磷酸鐵鋰更敏感。

熱失控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)制非常關(guān)鍵，當(dāng)電池內(nèi)部某處短路，會(huì)立即導(dǎo)致溫度急劇上升，接著隔膜融化、活性氧釋放、電解液被點(diǎn)燃，隨之正極材料劇烈分解釋放更多氧氣，形成自我加速的化學(xué)爆燃過(guò)程。這種氧來(lái)自電池內(nèi)部，而非外部空氣，使得火勢(shì)極難被外部滅火裝置抑制。

三元鋰的熱失控起始溫度相對(duì)較低，約在200℃左右，釋放氧量高，反應(yīng)速度快，大量能量在數(shù)秒內(nèi)集中釋放。因此，一旦進(jìn)入熱失控，火焰能瞬間跳躍式蔓延，從遠(yuǎn)處看，就像潑了汽油助燃一樣。

相比之下，磷酸鐵鋰雖然也可能熱失控，但觸發(fā)溫度更高，擴(kuò)散速度更慢。更重要的是，它幾乎不釋放活性氧，即便起火，也往往具有延遲特性，能為乘員爭(zhēng)取更多逃生時(shí)間，比如比亞迪刀片電池的磷酸鐵鋰技術(shù)更成熟。

理想MEGA電池的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與安全隱患

理想MEGA與寧德時(shí)代聯(lián)合開發(fā)了電池。這種電池在技術(shù)上取得了突破，重點(diǎn)圍繞兩大目標(biāo)：快充能力與高能量密度。

為了達(dá)成這兩點(diǎn)，有幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)，第一，電芯內(nèi)阻極低，降至0.3毫歐以下，使電池可以承受超大電流，比如5C級(jí)快充。但與此同時(shí)，一旦發(fā)生短路，巨大的電流會(huì)在瞬間釋放能量，導(dǎo)致局部溫度幾何倍數(shù)上升，從而極易迅速突破安全閾值。

第二，電芯內(nèi)部采用雙層極片和增強(qiáng)孔隙結(jié)構(gòu)，上層利于離子擴(kuò)散、下層強(qiáng)化儲(chǔ)能密度。這雖然提高了快充性能和續(xù)航能力，但負(fù)極材料和電解液的反應(yīng)窗口隨之變窄，耐高溫能力下降，一旦高溫觸發(fā)反應(yīng)，爆發(fā)性也更強(qiáng)。

第三，整個(gè)CTP3.0電池包采用高度集成結(jié)構(gòu)，取消傳統(tǒng)模組，使得結(jié)構(gòu)緊湊、能量密度提升。然而電芯之間隔離減少，散熱路徑更直接，一旦一顆電芯發(fā)生熱失控，高度貼近的相鄰電芯極易被迅速點(diǎn)燃，擴(kuò)散速度比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更快。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這套電池技術(shù)雖然提升了性能，但安全冗余更加敏感，熱失控后蔓延更快。

未來(lái)固態(tài)電池能否終結(jié)自燃？

電池工程中有一個(gè)共識(shí)，那就是熱失控永遠(yuǎn)無(wú)法被100%避免，因此設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)是讓火勢(shì)擴(kuò)散盡可能慢，從而給乘員爭(zhēng)取逃生時(shí)間。

目前行業(yè)主要從兩個(gè)方向控制熱失控，包括阻隔和監(jiān)測(cè)，加入陶瓷隔熱層、防爆閥、阻燃隔板等措施，延緩火勢(shì)在電芯之間傳播，讓熱擴(kuò)散從幾秒變成幾十秒甚至幾分鐘；借助電芯級(jí)溫度阻抗監(jiān)控、氣體傳感器、AI健康診斷模型等，提前識(shí)別內(nèi)短路或局部脫穩(wěn)趨勢(shì)，及時(shí)強(qiáng)制斷電、降功率或觸發(fā)滅火機(jī)制。

那么未來(lái)固態(tài)電池能否徹底避免熱失控？真正的全固態(tài)電池由于不存在可燃電解液，即使發(fā)生短路，熱反應(yīng)也很難迅速擴(kuò)散。固態(tài)電池即使出現(xiàn)極端故障，也不會(huì)爆燃，而是緩慢釋放熱量，讓乘員有充分逃離時(shí)間，改變了電池的燃料特性。因此從安全角度來(lái)看固態(tài)電池是大目標(biāo)，但距離大規(guī)模量產(chǎn)還有距離。

選車偵探觀點(diǎn)：電動(dòng)車安全，從來(lái)都是系統(tǒng)工程，雖然目前事故成因仍需調(diào)查，但它給整個(gè)行業(yè)提了個(gè)醒，當(dāng)電池性能走向極致，安全控制必須同步增強(qiáng)，就像電動(dòng)車加速很快，剎車系統(tǒng)也要跟得上，不能有了大馬力，剎車盤還是小盤。未來(lái)電池的發(fā)展，會(huì)繼續(xù)追求高能量密度與快充速度，但更重要的是，應(yīng)該讓每一位乘客在危險(xiǎn)來(lái)臨時(shí)不至于措手不及。大家覺得目前的電池技術(shù)安全嗎？歡迎討論。