中國儲能網(wǎng)訊：近期，民航系統(tǒng)一場“安全風(fēng)暴”正在席卷全國機(jī)場——自6月26日民航局實(shí)施充電寶禁運(yùn)新規(guī)以來，3C標(biāo)識不清、被召回批次的充電寶將禁止登機(jī)。事件的導(dǎo)火索源于多家知名充電寶品牌因特定批次的產(chǎn)品存在電芯安全隱患，累計(jì)召回產(chǎn)品超過120萬臺。
危險(xiǎn)的能量載體？液態(tài)鋰電池的結(jié)構(gòu)之困
除了充電寶，鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，其常見的正極材料有鈷酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等；負(fù)極材料主要是碳、或是硅碳負(fù)極，以提升電池能量密度。消費(fèi)者傾向于購買能量密度大、充電速度快的充電寶，這些青睞也決定了廠家的電芯需求方向—鈷酸鋰正極、硅負(fù)極與高體積密度。
鈷酸鋰在功率和能量密度方面具有優(yōu)勢，但材料價(jià)格較高；三元材料可以兼顧高能量密度與經(jīng)濟(jì)性，但安全性遜色。除了充電寶，電動汽車也會選擇三元體系；儲能電站等通常選擇磷酸鐵鋰材料，其安全性良好、成本較低，但能量密度方面有所欠缺。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年我國動力電池裝車情況，三元占比25.3%，磷酸鐵鋰占比74.6%。
磁吸類充電寶依賴軟包聚合物電芯實(shí)現(xiàn)輕薄化，電芯材料一般為三元+硅負(fù)極；快充類充電寶采用高壓軟包或圓柱電芯，電芯材料多采用鈷酸鋰；小體積多功能類充電寶（三合一/膠囊）普遍采用高倍率的三元小圓柱型電芯。
我們每日揣在身邊的電子伙伴，為何一夜成了“危險(xiǎn)品”？充電寶本質(zhì)上是一個(gè)存儲電能的小型電源，每一次充電、放電的進(jìn)行，伴隨的是充電寶電芯內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。
充電寶采用的電芯為傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池，包括正極、負(fù)極、隔膜、電解液等四大主材。這種構(gòu)造被戲稱為像“用紙隔開的小燃料庫”，易燃的有機(jī)電解液一旦接觸空氣中的氧分子，或隔膜被鋰枝晶刺穿，瞬間短路便引發(fā)災(zāi)難。電池過充過放或遭受外力擠壓引起隔膜破損產(chǎn)生內(nèi)部短路，及高溫暴曬下使用造成電解液分解產(chǎn)氣，這些容易引發(fā)電芯熱失控的因素也是充電寶起火爆炸的根本原因。召回事件中被曝光的電芯供應(yīng)廠商正是因?yàn)樯米愿鼡Q隔膜材料，導(dǎo)致了這場充電寶市場風(fēng)波。
這場安全危機(jī)的破局鑰匙，卻在電池結(jié)構(gòu)的革新中悄然浮現(xiàn)。
破局路徑：固態(tài)電池的安全基因重組
鋰電池市場困于安全和使用效能的困局由來已久，新能源電動汽車應(yīng)安全需求已開始搭載半固態(tài)電池，自去年開始，手機(jī)廠商也開始半固態(tài)電池技術(shù)，想要在性能與防護(hù)上實(shí)現(xiàn)突破。面對兩輪騎行、電動汽車等存量市場，消費(fèi)者對固態(tài)電池的期盼已久。
固態(tài)電池帶來技術(shù)革命的最大優(yōu)勢在于安全結(jié)構(gòu)的重塑—用固態(tài)電解質(zhì)替代易燃電解液。在需求導(dǎo)向促使技術(shù)升級的競速中，中國創(chuàng)新力量已占據(jù)前沿位置。
固態(tài)電池代表企業(yè)太藍(lán)新能源開發(fā)出高導(dǎo)離子的固態(tài)電解質(zhì)材料，配合專利ISFD（原位亞微米工業(yè)制膜）技術(shù)，從材料層面杜絕液態(tài)電解質(zhì)帶來的熱失控隱患，同時(shí)通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)電芯能量密度提升及成本降低，真正突破了傳統(tǒng)鋰電池“性能-成本-安全”的三角困局。
24年底，太藍(lán)提出“4-3-2-1”減材制造路線，推出無隔膜固態(tài)電池技術(shù)，作為一項(xiàng)具有高度兼容性的平臺技術(shù)，同時(shí)適用于半固態(tài)電池和全固態(tài)電池。
該技術(shù)將固態(tài)電解質(zhì)直接復(fù)合在正負(fù)極極片上，相當(dāng)于拆除了傳統(tǒng)隔膜材料這道“危墻”，讓鋰電池從“紙隔燃料”進(jìn)化到“壓縮餅干”的結(jié)構(gòu)演變。
實(shí)測顯示，傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池?zé)嵯錅y試溫度約140℃，而太藍(lán)半固態(tài)電池可達(dá)200℃，耐高溫性能提升超40%；耐過充能力從國家標(biāo)準(zhǔn)的1.15倍額定電壓躍升至3倍以上，耐擠壓變形量從15%提升至60%，不起火不爆炸。太藍(lán)半固態(tài)產(chǎn)品的測試指標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對液態(tài)鋰電池的代際超越。
更值得關(guān)注的是，太藍(lán)的工藝突破已將產(chǎn)品變成量產(chǎn)現(xiàn)實(shí)，除了與長安汽車、南都電源等企業(yè)開展合作，太藍(lán)也在積極推動固態(tài)電池產(chǎn)品在無人機(jī)、機(jī)器人、3C電子等市場的應(yīng)用落地，無論是出行、還是手持使用，這意味著更安全的能源方案正加速走入普通消費(fèi)者的身邊。
作為隨身攜帶的電量補(bǔ)給，經(jīng)過愈演愈烈的安全事件，消費(fèi)者選購充電寶提示：1、注意國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 35590）及CE/FCC認(rèn)證；2、拒絕容量虛標(biāo)（如10000mAh，重量＜200g則為不實(shí)）；3、金屬外殼散熱較好。如遇突然事故，充電寶出現(xiàn)小火苗，可以用干燥沙土、滅火毯覆蓋，切忌用水澆！鋰遇水反應(yīng)會更劇烈。
當(dāng)充電寶市場迎來安全大考，政策約束的是安全紅線，而技術(shù)創(chuàng)新才能根治痛點(diǎn)。正如太藍(lán)新能源長期以來的理念——本質(zhì)安全是固態(tài)電池的第一使命。行業(yè)從電解液到固態(tài)電解質(zhì)，從隔膜改良到直接消除隔膜，鋰電池也逐漸在發(fā)展中被重構(gòu)?；蛟S不久后，固態(tài)電池除了應(yīng)用于新能源汽車、無人機(jī)等場景，也可以應(yīng)用于隨處可見的充電寶，讓安全性與高性能握手言和，“能量焦慮”才能真正讓位于使用自由。
真正的創(chuàng)新，除了推動安全與性能的雙重登頂，更重要的是讓技術(shù)普惠社會，走進(jìn)你我身邊。
