在新能源汽車、消費(fèi)電子、航空航天等領(lǐng)域,固態(tài)電池(Solid-State Battery)被譽(yù)為“下一代電池技術(shù)”的巔峰之作。
它以固態(tài)電解質(zhì)取代傳統(tǒng)液態(tài)電解液,理論上具備更高能量密度、更長(zhǎng)壽命、更優(yōu)安全性,甚至有望徹底解決鋰電池的“熱失控”難題。
然而,技術(shù)越先進(jìn),安全驗(yàn)證越要嚴(yán)苛。
尤其是在過(guò)充電(Overcharge)這種極端濫用條件下,固態(tài)電池是否真的“刀槍不入”?
為此,過(guò)充電測(cè)試成為檢驗(yàn)固態(tài)電池真實(shí)安全性的“終極試金石”。
它不是模擬“正常使用”,而是主動(dòng)制造“失控場(chǎng)景”,只為回答一個(gè)核心問(wèn)題:
當(dāng)電池被錯(cuò)誤地充到遠(yuǎn)超安全電壓時(shí),它會(huì)起火、爆炸,還是安然無(wú)恙?
一、為什么固態(tài)電池也要做過(guò)充電測(cè)試?
盡管固態(tài)電池天生更安全,但以下風(fēng)險(xiǎn)依然存在:
正極材料仍可能分解(如NCM、LCO在高電壓下不穩(wěn)定)
鋰枝晶穿透:過(guò)充加劇鋰不均勻沉積,可能刺穿固態(tài)電解質(zhì)
界面副反應(yīng):電極/電解質(zhì)界面在高壓下發(fā)生分解,產(chǎn)熱
封裝失效:內(nèi)部壓力升高導(dǎo)致外殼破裂
二、核心測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與方法
目前,固態(tài)電池尚無(wú)完全獨(dú)立的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),但可參考以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過(guò)充電測(cè)試:
| 標(biāo)準(zhǔn) | 適用性 |
| GB 38031《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》 | 中國(guó)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn),包含過(guò)充測(cè)試 |
| IEC 62660-2《電動(dòng)道路車輛用二次鋰電池》 | 國(guó)際通用 |
| UL1642《鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)》 | 北美市場(chǎng)準(zhǔn)入 |
標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程(以 GB 38031 為例)
1. 測(cè)試條件
充電倍率:1C(1小時(shí)內(nèi)充滿)
截止電壓:1.5倍標(biāo)稱電壓(如標(biāo)稱3.7V → 充至5.55V)
充電終點(diǎn):達(dá)到截止電壓 或 電池電壓下降至30%初始值
環(huán)境溫度:25°C ± 5°C
監(jiān)控項(xiàng)目:電壓、電流、表面溫度、氣體釋放、是否起火/爆炸
2. 樣品準(zhǔn)備
使用滿電態(tài)(100% SOC)的單體電池;
安裝熱電偶監(jiān)測(cè)表面溫度;
置于防爆測(cè)試箱內(nèi),配備視頻監(jiān)控。
3. 測(cè)試過(guò)程
以1C電流恒流充電至截止電壓;
轉(zhuǎn)為恒壓充電,直至電流下降至0.05C或觸發(fā)終止條件;
持續(xù)觀察1小時(shí),記錄是否發(fā)生:
起火(Flame)
爆炸(Explosion)
噴射物(Ejection)
表面溫度 > 150°C
三、合格判定標(biāo)準(zhǔn)

四、固態(tài)電池 vs. 液態(tài)電池:過(guò)充表現(xiàn)對(duì)比



