摘要
新国标将至,超快充产业链临考。
过去一周,一辆小米SU7在事故后发生的燃烧悲剧,将三条生命带走的同时,也再次将新能源汽车的安全隐患置于聚光灯下。
尽管事故的确切原因尚待官方调查结论,但公众的质疑已然集中投向了智能驾驶系统与动力电池安全——这两项被视为新能源汽车时代“标配”的核心技术。
一个强烈信号也正在被释出:当任何一项新技术开始告别实验室、迈向规模化应用的阶段,其潜在的安全风险必将受到社会舆论更密集、甚至更严苛的审视与拷问。
以此视角重新审视当前的锂离子电池产业,从快充、大圆柱电池到备受期待的固态电池,整个行业在经历残酷价格内卷的同时,也正倒逼自身通过技术创新实现价值跃升。
如今,快充与超快充技术正处在这场变革的风口浪尖,成为新技术落地的急先锋。特别是2025年,被普遍视为超快充技术规模化应用的“爆发元年”。
然而,在这场技术加速渗透的浪潮中,行业应如何构建并升级相应的安全技术体系与行业规范,以回应市场的安全关切,并最终赢得消费者更深层次的信任?这已成为摆在所有参与者面前的一道必答题。
超快充元年,四大信号勾勒爆发图景
种种迹象表明,2025年正成为动力电池超快充技术从概念走向现实、从高端试水迈向规模化落地的关键节点。这场由“充电焦虑”催生的技术迭代,正通过产品、场景、产能及配套体系四个维度,快速渗透至市场的各个角落。
首先,产品端,超快充正加速落地,并向更广价格带渗透。
华为与江淮合作推出的尊界S800增程版搭载了峰值充电倍率达到6C的技术;比亚迪基于其第二代刀片电池技术发布的超级e平台,更是宣称峰值可达10C,平均倍率亦达6C。这些旗舰或热门车型对超快充技术的拥抱,清晰地展示了主流车企在补能效率上的战略升级。
更具指标性意义的是价格门槛的下探。
小鹏汽车宣布其2025款G6、G9车型“标配5C快充”,这一举措不仅将此前多应用于高端车型的超快充技术,直接下放至20万元人民币以下的主流消费价格带,更预示着超快充技术的市场渗透率将因此迎来快速提升。有机构已做出相关预测,到2025年,支持高电压快充的车型渗透率有望超过三成。
与此同时,相对“温和”的3C至4C快充技术,也正加速下沉至10万到15万元价格区间的经济型电动车市场。
其次,快充应用场景的边界也在被快速打破。除了乘用车,商用车和新兴的eVTOL领域,对快充电池的需求尤为迫切。
对于商用车而言,其“生产工具”的定位决定了对运营效率和补能速度的极致追求。宁德时代的天行系列商用车电池、弗迪动力的商用车刀片电池,均已推出支持4C及以上快充的版本。
华为也于近期在行业会议上透露,正联合电池与整车企业,即将推出超过20款支持4C超充的重卡车型,以上均显示出商用车领域快充应用的巨大潜力。
而在eVTOL领域,快充不仅是提升运营效率、缓解续航焦虑、优化重资产投入的关键一环,更是满足其低电量状态下高倍率放电等特殊技术需求的必然选择。行业内已形成共识,eVTOL的商业化落地离不开更高倍率动力电池的支撑。
第三,是相关产能,尤其是核心材料产能的加速布局。值得注意的是,目前已落地的快充电池方案中,“铁锂化”趋势十分明显。
除了比亚迪一贯坚持的刀片电池,小鹏新款G6、G9搭载的中创新航“顶流”电池,以及宁德时代即将与上汽通用联合发布的6C电池,都明确选择了磷酸铁锂体系。
这背后,是高压实磷酸铁锂技术的突破——通过将正极材料压实密度提升至2.6g/cm³以上(即第四代铁锂技术),实现了能量密度与快充性能的同步提升。
与之对应的是相关产能的急速扩张。
据高工锂电此前观察,仅宁德时代一家,今年已启动超过70万吨高压实磷酸铁锂的扩产计划,包括其子公司邦普时代在湖北宜昌开工的年产45万吨项目(据称是国内单体设计产能最大的磷酸铁锂车间),以及对富临精工旗下江西升华的战略注资,以锁定其江西和四川基地合计28万吨的新增高压实铁锂年产能。
在负极材料端,GGII数据显示,受快充需求升温刺激,2024年负极材料的扩产项目数量在锂电五大关键材料中位居首位,占比近半。
电池产能方面,3月底,台州弗迪新能源动力电池项目正式落地,规划年产能22GWh,明确将生产支持800V高压快充平台的刀片电池,成为快充电池产能扩张的又一力证。
最后,是超充基础设施建设的全面提速。充电网络的完善是超快充技术能否真正普及的关键一环。
数据显示,2024年新建充电桩中支持1000V高电压的比例已超过八成。
进入2025年,随着5C及以上超快充技术对充电功率提出更高要求(通常需500kW以上),超充桩市场的竞争正迅速白热化。
一方面,宁德时代、华为、比亚迪等企业凭借其在光伏、储能领域的深厚积累与协同优势,均已发布包含兆瓦级(1000kW)大功率充电桩在内的“光储充”一体化解决方案,试图构建技术壁垒。
另一方面,理想、小鹏、小米等新能源车企也纷纷在今年宣布将大规模建设自有品牌的超快充网络,意图通过超前的基础设施布局和服务体验,抢夺更多用户。
这四大信号共同描绘出超快充技术从前沿探索迈向主流应用的清晰图景。然而,技术的飞速迭代也伴随着新的挑战,其中最为核心的,便是如何在追求极致充电速度的同时,确保动力电池的全生命周期安全。
安全大考来临,新国标为快充划定“红线”
超快充技术的渗透之势已锐不可当,这无疑是中国新能源汽车产业技术迭代速度与市场活力的体现。然而,技术进步的长板,不应在安全问题上成为短板。
除碰撞外,因过充、充电功率过大或生产质量不稳定引发的电池安全事故,是行业必须正视的风险。若不能有效解决快充安全问题,可能引发信任危机,阻碍技术普及,甚至危及已有的市场优势。
超快充的安全挑战首先来自物理层面:大电流导致电池内部热量急剧累积,温度可短时飙升至60℃以上,对热管理系统构成严峻考验。
更深层次的风险在于电化学反应:高倍率充电易导致负极表面析出锂枝晶,可能刺穿隔膜引发内部短路和热失控。已有研究同时表明,更高倍率下的热失控反应更为剧烈,且频繁快充会加速电池老化,提升长期风险。
面对技术飞奔与安全需求的平衡,政策法规的缰绳正在收紧。备受瞩目的动力电池强制性国家标准《电动汽车用动力蓄电池安全要求》(报批稿)已于2025年1月由工信部公示,若顺利通过,预计将在2026年7月1日正式实施。
这份新国标相较于现行的2020版,有两大核心变化,直指快充普及带来的安全痛点。
其一,在全球范围内,新国标首次增加了对“快充循环后”的安全测试要求。新标准明确提出,动力电池在经历设定次数的高功率快充循环后,仍必须满足标准中所有的安全测试项目。
其二,新国标对热失控的最高安全等级要求实现了跨越式提升。原标准(GB 38031-2020)基于2016至2018年的电池技术水平制定,允许在单个电芯发生热失控后,电池系统出现起火或爆炸,但前提是必须确保至少5分钟的乘客疏散时间。
新版报批稿中,则新增了“电芯发生热失控的情况下,电池包或系统应不起火、不爆炸”的要求(在试验条件下)。
为验证这一要求,标准中同步增加了底部碰撞测试项目,模拟车辆在实际行驶中可能遭遇的底部异物撞击场景,电池系统在此类冲击下同样不得发生起火或爆炸。
新标准箭在弦上,一个现实问题随之而来:近两年已集中发布、标榜快充、超充性能的电池产品,能否满足将于2026年落地的新要求?这实质上是在拷问电池企业在追求充电速度的同时,是否预留了足够的安全冗余。
根据全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会在今年2月对36家主流整车及电池企业的调研,达78%的受访企业表示已具备相应的技术储备,即能够做到单个电芯热失控后,不发生热扩散导致的整个电池系统的起火和爆炸。
然而,亦有不少观点表达了审慎的忧虑。
有专家指出,任何测试标准都有其边界条件。通过新国标的测试,并不意味着在所有实际复杂的工况下都绝对安全;反之,现实世界中因严重碰撞或其他极端情况导致起火的电池,也未必就是不符合标准的产品。
标准是底线,而非安全的全部。那么,有效的解决方案究竟是什么?答案指向一个多维度、系统性的综合策略。
在最基础的电芯层面,行业正从材料本身入手,追求“本征安全”。
这包括采用热分解温度更高的正极材料(如磷酸铁锂);
使用对锂电位更高、不易析锂的硅基负极材料替代石墨以减少锂枝晶析出风险;
优化电解体系以抑制高温下的产气(如降低电解液中有机溶剂含量,中长期则向固态电解质迭代);
提升隔膜的耐热性和抗穿刺能力(如研发能承受180℃甚至200℃高温的隔膜、采用涂覆技术增强安全性)等。
此外,复合集流体等新技术的应用,利用其高分子基材在高温下熔断、切断电流通路特性,也能有效阻止电流流通,避免热失控蔓延。
生产制造环节的严格品控,如对来料进行精细化管理、严禁混用,以及在生产过程中对异物、缺陷的极致控制,同样是保障电芯安全的基础。
上升到系统(模组或PACK)层面,核心目标是构筑“防火墙”——即便单个电芯不幸发生热失控,也要确保热量和危害不扩散至相邻电芯,避免引发连锁反应导致整个电池包的灾难性失效。
基于现行国标,行业普遍提出的热管理目标是:在快充工况下,将电芯温度精确控制在25~40℃范围内(且温差控制在±2℃以内);同时,热失控的传播抑制时间必须大于等于5分钟。
为实现这一目标,行业探索出两大主要技术路径,其核心思路围绕“热-气-电”的有效分割与管理:
一种思路是以“堵”为主,侧重包裹与隔热,并配合高效冷却系统进行热交换。
例如,采用网状纳米孔隔热材料(如二氧化硅气凝胶,其微小孔隙能有效阻断热传导)、耐高温的上壳体构筑“安全舱”;在电芯间填充有机硅复合材料或采用云母片加气凝胶的叠层结构;也有车企宣称在电芯间采用了耐受1000℃以上高温的航天级阻燃材料。
与此同时,上游材料供应商也在积极创新。例如,独立特种材料公司Syensqo推出的Xydar® LCP,作为本征阻燃聚合物,能在400℃高温下保持绝缘,且易于注塑成型为更薄的绝缘部件。
其另一款Xencor™ XTreme PPA材料,则兼具防火、高强度与轻量化特性,不仅能简化隔热设计,甚至可替代部分金属结构件,优化电池包内部空间。
此外,利用相变材料(PCM)的高潜热特性吸收热量,以及采用能在异常时自熔断的电连接系统(CCS)避免短路风险,也是常见的组合策略。
不过,有观点认为,对于发热量巨大的超快充场景,效率更高的直冷方案可能优于传统的液冷或相变材料方案。
另一种思路则以“疏”为主,着力于提升散热效率和热交换能力。
例如,通过结构创新扩大散热面积:宁德时代的CTP 3.0技术将水冷板与电池包底壳集成,麒麟电池则将冷却板置于电芯大面之间;
特斯拉的4680结构化电池包采用蛇形冷却管穿梭于电芯阵列,并借助全极耳设计降低内阻发热。比亚迪则在其电池包上下两面均布置了冷媒流道,宣称换热性能提升90%,且采用的轻量化、不导电冷媒降低了泄漏风险。
此外,采用导热系数更高的镁、铝复合材料设计水冷板,以及优化电芯排布方式(如上汽采用的躺式布局,减少热失控时的蔓延路径),都是提升散热效果的有效手段。
最后,智能化的电池管理系统(BMS)扮演着“哨兵”角色。通过“端+云”结合的大数据算法,BMS能够实现对电池状态的实时监控与早期预警。
例如,基于电芯内阻模型(EIS)动态调整充电电流(许多快充策略在SOC达到80%后会主动降低充电倍率);
或如特斯拉BMS V11版本引入神经网络预测局部热点,实现±1.5℃的精确温差控制。
可以看到,从材料到电芯,从结构设计到热管理,再到智能控制,行业正在多维度构建动力电池的安全防线,逐步向“无热扩散”乃至“零热失控”、“零自燃”的终极目标迈进。
然而,这些纷繁技术方案的有效性,最终需在日益严格的安全标准下得到确认。
随着超快充加速渗透,技术进步与安全标准的协同,将直接关系到市场接受度和产业的稳健发展。未来几年,新国标落地与安全技术验证将是观察行业安全水平的关键窗口。