自燃问题频发，成为阻碍新能源汽车发展的掣肘。新能源汽车频繁爆出自燃 事宜，已经引起了消费者、企业以及国家监管部门的高度关注，也给干系企业造 成了巨额丢失。海内浩瀚车企都爆发过汽车自燃事宜，面临着不小的监管压力。
2021 年 8 月通用汽车召回 Bolt EV，估量召回用度 19 亿美金，这是到目前 为止新能源汽车最大的召回事件。今年 8 月 Bolt EV在美国动怒，通用汽车开始 召回所有 14.2 万台的 Bolt EV，同时将无限期的停滞发卖 Bolt EV电动汽车（恢 复发卖得等到这次召回的车辆得到妥善处理往后），并将向电池供应商 LG 寻求 赔偿。根据汽车电子设计的信息，通用汽车和 LG 的专家已经确定，电池中同时 存在两种制造毛病（负极极耳撕裂和隔膜发生褶皱）是导致 Bolt EV 动怒的根本 缘故原由，除韩国梧仓工厂，其他工厂也有相似的制造问题，且通用目前没能力确认 生产出质量过关的电池模块。
2021 年 2 月当代汽车召回 81701 辆 KONA EV，估量召回用度 80 亿公民 币，缘故原由是电池存在动怒风险。这不是 KONAEV 的首次召回，在 2020 年 10 月 当代汽车就宣告召回了 2.5 万台 KONAEV，并对电池管理软件进行了更新，加强 软件对车辆非常的监控与报警功能，并对存在动怒风险的车辆改换了电池，但之 后再次发生了自燃事宜，解释补救方法并未达到预期效果，当代汽车不得已再次 召回。
“永不自燃”成行业共识，评估标准便是针刺试验，国标哀求的 5min 是底 线。在行业内，电芯发生不可控的剧烈放热反应称之为热失落控，电芯热失落控引发 其他电芯热失落控称之为热扩散或者热蔓延。在自燃事件频发的背景情形下，车企 面临着巨大的监管及召回压力。2021 年 5 月发布的新国标 GB 38031-2020《电 动汽车用动力蓄电池安全哀求》中，特殊增加了电池系统热扩散试验，哀求电池 单体发生热失落控后，电池系统在 5 分钟内不动怒不爆炸，为乘员预留安全逃生时 间。而 5 分钟实质是最底线哀求，浩瀚车企的哀求实际上是电池包过针刺，若发 生热失落控，不影响搭客安全及整车安全，事后只需将电池包改换即可连续利用。
各电池企业密集发布“永不自燃”电池包的办理方案。这几年电池和汽车企 业对电池自燃问题进行了大量的研发事情，并取得了不错的进展，至今为止已经 有比亚迪、宁德时期、欣旺达、广汽新能源、上汽智己、蜂巢能源、岚图汽车、长 城汽车等多家企业发布了“永不自燃”电池包的办理方案。
电池组成可分为 4 个层级：材料、电芯、模组和系统，在任何一个层级阻隔 热失落控，即可以实现“永不自燃”。不同企业选择的路径有所差异，但殊途同归， 终极目的都是实现“永不自燃”。比亚迪选择的是利用高热稳定性的材料，即三元 材料切换为铁锂材料；广汽、上汽等选择的是增加系统层级的防护方法，电池包过针刺试验。
比亚迪刀片电池出圈，针刺成为网红试验。2020 年 3 月，比亚迪发布刀片电 池，个中刀片电池和三元电池的针刺试验传播度很高，“你的电池能过针刺吗？” 成为客户购买电动车的考虑成分。在“永不自燃”的技能路线上，比亚迪当仁不让 的选择了热稳定性更高的铁锂材料，后续大部分车型都会切换至铁锂电池。
铁锂与三元的技能路线之争已持续多年，高镍的劣势在于本钱高及安全性能 差。在补贴时期，由于能量密度哀求，三元电池逐渐成为主流，但在补贴退坡之 后，在刀片电池以及特斯拉的引领下，磷酸铁锂电池强势回归。
1.2. 热失落控防护关键影响成分，材料热稳定是根本，系统防护是核心
影响热失落控防护效果的成分浩瀚，可划分为材料级，电芯级，模组级以及系 统级。材料热稳定性是根本，但在当前阶段，材料级尚未涌现可量产的技能打破， 企业紧张依赖系统防护实现“永不自燃”的目标。
材料热稳定性是热失落控防护的根本，铁锂材料的热稳定性明显优于三元材料。 比亚迪展示的针刺实验在"大众年夜众眼中成为了安全标准。如刀片电池采取热稳定性高 的磷酸铁锂材料，根据磷酸铁锂材料的热重-质谱剖析曲线，可以看出磷酸铁锂在 温度 400℃以上涌现显著的放热峰，表现出良好的热稳定性。比拟之下，经典比 例三元材料的热重曲线中，NCM811 的放热峰涌如今 230℃旁边，NCM111 的放 热峰涌如今 306℃旁边，三元材料的热稳定性明显劣于铁锂材料。（报告来源：未来智库）
除比亚迪全面转向铁锂材料外，大部分车企都是同时兼顾铁锂和三元两条技 术路线，如何在电芯、模组及系统层级实现“永不自燃”目标，成为家当链高下游 共同攻坚的难题。
电芯追求高能量密度，内部设计越来越极限，电芯层级无空间增加防护方法。 为了知足整车的续航哀求，电芯的尺寸越来越大，同时电芯的体积能量密度越来 越高，内部添补的活性物质也越来越多，内部设计越来越极限，在电芯内部增加 防护方法对能量密度影响太大。实际上电芯层级的安全等级在降落，老国标 GB/T31485-2015 中过充标准是 150%SOC，而在新国标 GB/T 38031-2020 中， 过充标准降落至 115%SOC。宁德时期等浩瀚企业也取消了电芯 SSD（一种断开 电芯内部回路的装置）设计，使得电芯内部有更多空间容纳活性材料。
模组内和电池系统内部有较多空间做热失落控防护设计，阻挡电芯间的热扩散 是关键。由于模组的载电量越来越大，电池包构造无法承受一个模组完备热失落控 时的能量，以是在电芯间阻挡热扩散是紧张办理方案，同时哀求电池包构造能够 承担少量几颗电芯热失落控带来的冲击及热量。
1.3. 热量通报办法及影响电芯间热扩散的核心影响成分剖析
热量通报有三种基本办法：热通报、热对流、热辐射。在电芯热失落控之后， 一部分热量通过高温烟气被带走，剩下的热量则通过这三种办法通报至周边电芯 或者其他零部件。
热通报的基本方程式：dQ=-λdA·dt/dn
热对流的基本方程式：Q=λA·△t/δ（平壁导热）
热辐射的基本方程式：Q=AσT 4（平壁导热）
Q：导热速率，A 导热面积，dt/dn：温度梯度，λ 导热系数，△t 平壁两侧温差，δ平壁厚度， σ斯忒藩-玻尔兹曼常数，T：热力学温度
在热失落控过程中，热通报是最紧张的热量传导办法。热通报速率与打仗面积、 导热系数、温度梯度成正干系关系。
阻挡周边电芯温度达到自发性产热临界温度 K 是关键。 在发生热失落控后，周边电芯会受到热失落控电芯的加热以及电池自身或整车热管理 系统的散热；t1~t2时候由于热失落控电芯的剧烈放热，导致周边电芯加热>散热，温 度逐渐升高，若温度升高至自产热温度 K，则会由于电芯发生不可逆的自发性产 热导致电芯热失落控，从而引发连锁反应造成其他电芯热失落控，全体通报过程称之 为热扩散。若电芯的隔热效果较好，周边电芯的温度上升缓慢，在热平衡时候 t2 达到最高温度 K1，此时 K1低于电芯的自产热温度 K，则电芯在 t2时候后，温度会 逐渐降落至室温，不会引发其他电芯热失落控，避免整车自燃风险。
综合剖析电芯间热扩散的核心影响成分包括：单体开释能量，单位散热能力， 周边电芯隔热能力。
单体开释能量指的是电芯在发生热失落控时对外开释的总热量，与电芯材料、 单体电芯能量、电芯封装办法等息息相关。
单位散热能力指的是每度电的电池与外界进行热交流的能力，紧张与热管理 系统设计、电芯的直接水冷面积干系。
周边电芯隔热能力指的是触发电芯与周边电芯的热量通报情形，紧张与电芯 间的直接打仗面积以及传热系数干系。
2.第一代热失落控防护方案：圆柱最大略，方形已打破，软包难度最高2.1. 不同封装办法对防护效果影响重大，圆柱最大略，方形次之，软包最 难
第一代防护方案以加强隔热，加快散热为紧张技能手段，不同封装办法对电 池热失落控防护有重大影响。选择范例设计方案，综合比拟三者的单体开释能量、 单位散热能力、周边电芯隔热能力。
圆柱电池的单体开释能量最低。热失落控开释的能量与电芯材料、单体电芯能 量、电芯封装办法等息息相关。在假设电池材料热稳定相同的情形下，大略将单 体开释能量等同于单颗电芯的能量。特斯拉的 21700 圆柱电芯能量为 0.01776kwh， 是方形电芯的 1.7%，软包电芯的 4.1%。
单位散热能力与电芯与水冷板的直接打仗面积成正干系。在特斯拉蛇形水管 +导热胶的设计中。每个电芯侧面至少有 1/6 的面积直接打仗水冷管（考虑到电芯 间隙中填满了导热胶，实际散热面积应大于 1/6）。每度电的水冷散热面积约为 0.043m2，是方形电芯的 2.7 倍，软包电芯的 2.5 倍。同时考虑到软包电池打仗水 冷板的侧面并非平整的，实际冷却效果应低于方形电池。
周边电芯隔热能力与电芯间的直接打仗面积以及传热系数干系，直接打仗面 积越小，传热系数越小，则隔热能力越强。每个圆柱电芯周边有 6 个电芯，但是 电芯之间并没有直接打仗，详细剖析，与 2 个电芯隔着水冷板，与 2 个电芯隔着 隔热棉，与同排 2 个电芯无直接打仗，电芯间的直接传热面积是 0m2。而软包与 方形电芯，都是通过大面与周围电芯直接打仗，大面之间都须要增加相应的隔热 材料，来增加隔热能力。方形电池的每度电须要隔热面积为 0.0314m2，软包电池 每度电须要隔热面积为 0.0976m2。
总结：三种封装办法中，在假设电池材料热稳定相同的情形下，圆柱电池的 单体开释能量最低，单位散热能力最好，周边电芯的隔热能力最强，热失落控防护 方案最大略有效。
2.2. 广汽埃安“弹匣电池”核心技能解读，加强隔热，加快散热为核心
2020年广汽 AionS搭载了宁德时期的NCM811电池，发生了多起自燃事件， 一韶光成为了***热点。痛定思痛下广汽开启了电池热失落控防护安全研究，终于 在 2021 年上海车展前发布了全新一代动力电池安全技能，官方将此技能命名为 “弹匣电池系统安全技能”（下简称“弹匣电池”），由于电芯置于型似“弹匣”的 安全舱，以是得名“弹匣电池”。
“弹匣电池”实质仍旧是通过提高单位散热能力以及周边电芯的隔热能力来 达到“永不自燃”的目标。广汽官方宣扬“弹匣电池”采取了 4 项核心技能，综 合剖析“弹匣电池”仍属于第一代热失落控防护技能范畴。
第一代热失落控防护方案的新增的零件代价量在 500-1500 元，由于单个零部 件的代价量不高，供应商基本以中小企业为主。比较于无任何防护的电池包，新 增零部件包括：气凝胶等隔热材料、中间复合板、模组防火棉、整包防火毯、防爆 阀、压力传感器等。不同企业的电池包设计可能存在差异，但第一代热失落控防护 设计思路以及所须要的零件基本同等。
智己汽车采取的设计思路基本与“弹匣电池”同等。上海车展期间智己汽车 首款车型亮相，采取了“永不自燃”的技能方案，通过“预、导、构、隔、疏”五 重防护方案，确保其动力电池达到较高的安全系数：“预”，指从云端实时预警， 一旦系统判断电池有热失落控风险，能立即召回故障车辆；“导”，指主动冷却系统； “构”指低热导构造，“隔”指全方位热隔离设计，利用新型隔热材料，使电芯之 间的热通报只管即便缩小；“疏”指高效排烟通道，可以把单个电芯热失落控产生的高温 烟气尽快定向排出包外，不至于引发其他电芯的热失落控。
2.3. 软包电池的热失落控防护难度最大，本钱最高
单体开释能量：软包电池与方形电池基本相同。两片软包电芯并联，每两片 电芯之间隔一张泡棉，针刺一颗电芯必定引发另一片并联电芯热失落控，故单体释 放能量该当是两片电芯的总能量即 0.876kwh，单体开释能量是方形电池的 84%。
单体散热能力，软包电池弱于方形电池。软包每度电水冷面积为 0.017 m 2， 略高于方形电池的 0.0158 m 2，但考虑到软包电池侧面并非平整面，且铝壳的导热 率效果优于铝塑膜，综合考虑软包电池的散热能力弱于方形电池。
周边电芯的隔热能力：软包电池和方形电池表现出明显的差异：1）方形电池 有防爆阀，可以定向将热量开释至电芯上方，而软包电池目前做到定向泄压难度 较高，热失落控发生时热量可能直接对着周边电芯喷发，进一步弱化防护效果；2） 方形电池的铝壳在热失落控的一段韶光内可以保持构造完全性，软包电池的铝塑膜 构造强度低，在电芯间的隔热材料必须有一定的构造强度，否则在高温条件下易 构造坍塌，无法起到隔热的效果；3）隔热材料的选择上，软包电池受到的限定也 更多，软包电池间的泡棉的紧张浸染是接管电芯膨胀，但泡棉的构造强度低，隔 热性能差。如果换成隔热效果更好的气凝胶材料，则本钱会有较大幅度的提升， 如果利用支撑构造强度稍好的材料，则电芯间隙必将增大，导致系统能量密度降 低；4）软包电芯是大面打仗，须要隔热的面积很大，按照每两片电芯隔一片防护 材料，每度电须要的隔热面积是 0.0976 m 2，是方形电池的 3.1 倍。
至今为止尚未有软包电池企业发布“永不自燃”的热失落控防护方案。比较于 圆柱电池和方形电池，软包电池的热失落控防护难度最大，本钱最高。目前部分软 包电池企业试图每 5 片旁边电芯隔一片复合隔热材料，试图平衡构造强度、膨胀 空间以及隔热效果，但真正的防护效果如何仍旧有待验证。
3.第二代热失落控防护方案：大量贯注冷却液灭火大量灌注水是目前唯一能够熄灭锂电池火焰的方法，第二代热失落控防护方案 便是利用电池冷却液进行灭火。设计方案紧张是在电池泄压阀上方新增一套水冷 系统，在电池发生热失落控时，高温气体从泄压阀处喷出，融化电芯上方的铝板后， 铝板内的冷却液由于重力向泄压阀处贯注，实现灭火冷却，安全性能得到大幅度 提升。缺陷是该系统霸占一部分空间，降落体积利用率及能量密度。目前已经有 包括宁德时期、上汽智己等多家企业在研究，已完成初步的可行性评估。在得当 的实验条件下，在单颗电芯热失落控后，冷却液可以顺利注入电芯壳体中，没有明 火蔓延至电池包外。
第二代热失落控防护方案大略有效，核心受益厂商是银轮股份、三花智控等动 力电池热管理企业。我们估量该方案最早在 2023 年推向市场。防爆阀在上方的硬 壳电芯利用该方案的效果最好。
软包电池厂商也在考试测验该思路。目前已经有部分厂商考试测验将软包电池的水冷板由电池底部变动为电池顶部，这有助于改进热失落控，但由于软包电芯定向泄压 难度大，且铝塑膜构造强度低，没有容纳冷却液的容器，实际效果仍旧待验证。另 外取消底部水冷板，也会弱化电池底部的安全防护。
4.第三代热失落控防护方案：超高热稳定性材料是关键，高镍电芯均可通过针刺4.1. 磷酸锰铁锂改进高镍材料热稳定性
磷酸锰铁锂（LFMP）能量密度比磷酸铁锂（LFP）更高，两者的放电容量相 近，但 LFMP 平台电压更高。LFMP 与 LFP 的晶体构造相同，也属于橄榄石构造， LFMP 除了具有较高的理论比容量（~170mAh/g）外，还具有高的放电平台（4.1V VS Li+ /Li），因此具有较高的能量密度，在完备充放电的情形下，比LFP高15~20%。
LFP 的导电性差，LFMP 比 LFP 更差，目前导电性的问题已基本办理。橄榄 石型 LFP 实质上具有较低的电子电导率（室温下约为 10-9 -10-10 S/cm）和 Li +扩散 速率（室温下约为 1.8×10-14cm2 /s）。LFMP 的电子电导率（室温下<10-10 S/cm） 和 Li +扩散速率（室温下<10-14cm2 /s）更低，导致 LFMP 具有较低的放电比容量和 相称差的倍率性能，永劫光电化学过程中构造不稳定性，导致容量保持率很低。 办理导电性差的紧张方法包括：1）掺杂其他金属元素，改进离子传输；2）材料 表面涂覆，提高颗粒之间的导电；3）选用适宜的制备方法得到具有不同描述的纳 米尺寸材料（例如纳米棒、纳米板或纳米片）来缩短锂离子和电子的扩散间隔。（报告来源：未来智库）
LFMP 的平台电压与三元材料基本相同，LFMP 可与三元材料混用。LFMP 的放电平台为 4.1V，而 LFP 的放电平台为 3.4V。LFP 放电平台显著低于三元材 料，导致 LFP 无法与三元材料混用，而 LFMP 可以与三元材料混用。
LFMP 材料可完美包裹三元材料，提升安全性能。LFMP 的颗粒粒径远小于 三元材料，在与三元材料混用的过程中，LFMP 材料能够均匀包覆在三元材料表 面，起到隔离三元的浸染，进而提升三元的安全性能。
LFMP 大幅改进高镍材料热稳定性。对高镍掺不同比例 LFMP 的热稳定性测 试剖析创造，纯 NMC811 材料只有一个位于 217℃放热峰，放热峰窄且高，解释 在此温度下材料发生剧烈放热反应，开释的总热量为 2362J/g。掺入 10%的 LFMP 后，分裂为 217℃和 248℃两个放热峰，217℃的放热峰强度显著降落，开释总能 量也降落至 2003J/g。当掺入 20%的 LFMP 后，第一个放热峰的温度提升至 224℃， 且放热峰强度进一步降落，第二个放热峰温度提升至 252℃，开释总能量也显著 降落至 1800 J/g。放热峰的温度升高，开释总能量降落，解释材料的热稳定性提 升。
LFMP 和 NMC523 材料混用电芯可通过针刺试验。NMC523 为正极材料的 10Ah 软包电池，在针刺试验中产生熊熊火焰。而采取 LFMP 混用三元材料的电 芯，针刺试验中仅轻微冒烟，安全性能得到大幅度提高。
LFMP 和 NMC811 材料混用电芯也可通过针刺试验。高镍电池因其超高的能 量密度以及较低的钴金属含量而备受关注，但其热稳定性不佳。曾经采取高镍电 池的广汽 Aion S 因频繁的自燃问题，被急迫回至 NMC523 正极材料电池。而采 用 NMC811:LFMP=80:20 正极材料的电芯，可以轻松通过针刺试验，最高温度仅 为 54.5℃。
4.2. 复合集流体取代常规铜箔/铝箔，适用性最强
集流体是锂离子电池的主要组成部分，复合集流体替代传统集流体（铜箔/铝 箔）。现有集流体材料多为厚度为 4～20μm 的铝箔和铜箔，占锂离子电池单体重 量的 15％旁边。集流体作为锂离子电池的非活性身分，集流体重量和本钱的低落 势必会带来锂离子电池单体质量能量密度和价格竞争力的提升。复合集流体是三 明治构造，中间支撑体层材料为涤纶树脂 PET/聚萘二甲酸乙二醇酯 PEN/聚丙烯 PP，支撑体层的两侧为厚度 1-2μm 的金属镀层。
复合集流体中间层具备阻燃性。PET等是常见的工程塑料，广泛运用于电子、 仪表及汽车工业中，它的阻燃制品被利用在阻燃性哀求较高的部件中。它们的阻 燃处理如下：1）添加溴系阻燃剂：常用的有十溴二苯醚、溴代聚苯乙烯(BPS)、 溴化环氧树脂(BER)、双(三溴苯氧基)乙烷等。2）添加含溴磷酸酯：常用的是三 (二溴苯基)磷酸脂(TDBPPE)，由于同一分子中含有 Br、P 元素，因此具有卤-磷协 同效应。在 PBT 及 PET 中阻燃效率甚高。 3）阻燃 PET 用作阻燃纤维和织物。 常日有两种方法：其一是用六溴环十二烷对 PET 织物作阻燃后处理；其二是用共 聚阻燃改性。
OPPO 的五层安全构造的“三明治”夹心集流体技能，在 7 月举办的“闪充 开放日”上 OPPO 发布了复合集流体技能。此技能是针对电芯本身的安全和充电 技能的安全，取名字叫“夹心式安全电池”，采取的是在一层新型高分子复合股料 的根本上，镀上两层铝，再涂上安全涂层，形成一个五层安全构造的“三明治”夹 心集流体。
复合集流体电池安全性能明显提升。在闪充开放日中，OPPO 展示了复合集 流体电池与常规集流体电池的滥用测试***，从***中可以看出电池在受到重物 冲击或者针刺时，常规集流体电池都涌现明显冒烟，而复合集流体电池都未发生 明显变革，表明电池的安全性能得到明显提升。五层构造的集流体既能大大降落 电池内部短路的概率，夹心层中的高分子材料还能隔绝正负极，复合集流体的改 善浸染非常明显。（报告来源：未来智库）
早在 2018 年宁德时期就申请了复合集流体的干系专利，根据宁德时期的专 利信息，集流体的构造包括：支撑层、导电层、底涂层，在导电层的两面还可以添 加保护层。
1) 支撑层的浸染：对导电层起到支撑和保护的浸染，选用绝缘材料作为支撑层材料大幅改进安全性能。支撑层材料选自绝缘高分子材料、绝缘高分子复合 材料、导电高分子材料、导电高分子复合股猜中的至少一种。宁德时期该发明 选择的支撑层材料为绝缘高分子材料或绝缘高分子复合股料。由于绝缘层不 导电，因此其电阻较大，可以提高电池在非常情形下发生短路时的短路电阻， 使短路电流大幅度减小，因此可极大地降落短路产热量，从而改进电池的安 全性能；且导电层较薄，因此在穿钉等非常情形下，局部的导电网络被割断， 防止电化学装置大面积乃至全体电化学装置发生内短路，这就可以将穿钉等 造成的电化学装置的破坏局限于刺穿位点，仅形成“点断路”，而不影响电化 学装置在一定韶光内的正常事情。
2) 导电层为导电碳材料、金属材料，目前紧张运用的是金属铜和金属铝。
3) 保护层的材质：当作为正极集流体时，复合集流体的保护层优先采取金属氧 化物，以在达到良好的支撑和保护的技能效果的同时，进一步改进正极极片 和电池的安全性能；当作为负极集流体时，复合集流体的保护层优先采取金 属，以在达到良好的支撑和保护的技能效果的同时，进一步改进极片的导电 性和电池的动力学性能，以减小电池极化。保护层的浸染：下保护层不仅可以 防止导电层受到破坏、增强集流体的机器强度，还可以增强支撑层与导电层 之间的结合力，防止脱膜(即支撑层与导电层分离)。上保护层紧张是防止加工 过程中导电层被毁坏、堕落等(例如电解液浸泡、辊压等都会对导电层表面造 成影响)。
4) 底涂层的浸染：缓冲和保护导电层，降落电阻。由于导电层的厚度较小，因此 在极片制作等过程中，易产生裂纹等破损，此时电极极片中引入导电底涂层 可起到缓冲和保护导电层的浸染，且可以在导电层表面形成“修补层”，以改 善集流体与活性材料层之间的结合力和打仗电阻。
根据高工锂电信息，宁德时期复合集流体技能具有“高安全、高比能、龟龄 命、强兼容”的上风。
1) 高安全：铝箔通过热-机器载荷断路的电池内短路仿照仿真，引入真空气相沉 积技能，构建了“金属导电层-高分子支撑层-金属导电层”三明治构造复合集 流体。通过金属层与高分子层机器-电-热性能的多重耦合关系，在“点打仗” 内短路时，导电层在短路点受力开裂剥离或在短路大电流瞬间熔断，毫秒内 割断短路电流回路；在“面打仗”内短路时，支撑层在短路面受热熔融紧缩形成集流体构造局部坍塌，在热失落控前割断短路电流回路。根据这种设计，办理 了高镍电池内短路难题，彻底办理了电池因内短路易引发热失落控的行业难题。
2) 高比能：复合集流体中间层采取轻量化高分子材料，重量比纯金属集流体降 低 50%-80%。同时复合集流体厚度比较业内同行纯金属集流体减少 25%- 40%，从而将电池内更多空间转让给活性物质，电池能量密度实现提升 5%- 10%。
3) 龟龄命：高分子材料比较金属具有低弹性模量，环绕电池内活性物质层形成 层状环形海绵构造，在电池充放电过程中，接管极片活性物质层锂离子嵌入 脱动身生的膨胀-紧缩应力，保持极片界面长期完全性，电池的循环寿命实现 提升 5%。
4) 强兼容：复合集流体能够直策应用于各种规格、不同体系的动力电池，全新独 创了一种知足平台化运用需求的技能。
NMC811 电池采取复合集流体可以通过针刺。宁德时期专利信息显示，在试 验条件下，采取复合集流体的 NMC811 电池，进行 10 次试验针刺试验，试验均 通过。专利中对试验结果改进的阐明包括：1）由于绝缘层不导电，因此其电阻较 大，可以提高电池在非常情形下发生短路时的短路电阻，使短路电流大幅度减小， 因此可极大地降落短路产热量，从而改进电池的安全性能；2）导电层较薄，因此 在针刺等非常情形下，局部的导电网络被割断，防止电化学装置大面积乃至全体 电化学装置发生内短路，这就可以将穿钉等造成的电化学装置的破坏局限于刺穿 位点，仅形成“点断路”，而不影响电化学装置在一定韶光内的正常事情；3）粘 结剂含量保持在一定量，则活性材料层与导电底涂层的结合力较好，从而使得在 穿钉等非常情形下，活性材料层可有效地包裹导电层中产生的金属毛刺，以改进 电池的穿钉安全性能。
4.3. 固态电解液，具有超高热稳定性，短韶光量产难度大
固态电池能量密度和热稳定性能显著优于液体锂离子电池，具有远期商业化 前景。固态锂电池紧张由正极、负极、固态电解质构成，相对付液态锂电池，固态 电池的上风：（1）利用固态电解质替代液体电解质和隔膜，固态电解质燃点非常 高，提高电池热稳定性能；（2）固态电池的电压平台是 5V，高于液态电池的 4.3V， 能够匹配高压电极材料，电池能量密度和比容量优于液态电池；（3）固态电解质不具有流动性，因此不存在漏液征象，简化电池成组设计，降落电池的重量和体 积，能量密度有望打破 300Wh/kg。
界面问题和电导率低制约全固态电池运用，量产为时尚早。（1）固态电池导 电率较低，快充性能较差。（2）物理打仗差影相应用寿命，液态电解液具有流动 性，有限添补隔膜及电极 IDE 孔隙，授予电极材料良好的离子通路，而固态电解 质和金属锂均不具有流动性，其打仗面存在很多微孔，造成较高的界面抗阻，对 固态电池的电化学性能产生较大的影响，降落固态电池的利用寿命。
半固态电池可缓解界面打仗和电导率低问题，从现有半固态电池量产情形来 看，三元高镍正极仍是紧张适配的正极材料。虽然固态电池由于其较好的安全稳 定性可以适配锂硫等重生动的材料体系，但因全固态电池的家当化困难重重，半 固态电池是权宜之计。目前北京卫蓝、江苏清陶等已开始半固态的小规模运用， 而三元高镍正极仍是各家所选择的正极材料。
5.三代热失落控防护技能方案总结系统热失落控防护方案与电芯的封装办法息息相关，在第一代热失落控防护方案 中，圆柱电池方案最大略，方形电池次之，软包电池的防护难度最大，本钱最高。 在第二代的热失落控防护方案中，软包电池利用喷淋系统能否实现电池包过针刺仍 然须要实验评估，但理论剖析，实验效果肯定劣于硬壳电芯。第三代热失落控防护 技能依赖材料的技能打破，目前最可行的方案是 LFMP 与三元混用。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需利用干系信息，请参阅报告原文。）
精选报告来源：【未来智库】「链接」。
