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复合集流体:助推产业进入高安全、高性能发展新阶段!

复合集流体:助推产业进入高安全、高性能发展新阶段! 臻锂新材
2025-04-06
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导读:复合集流体通过材料革新与结构设计,为电池安全提供了系统性解决方案,将推动新能源汽车行业迈向高安全、高性能的新阶段。
1.锂电池的安全焦虑与技术突围

近年来,新能源汽车碰撞起火事件频发,引发公众对电池安全性的深度担忧。据行业统计,超过60%的电池热失控事故源于内部短路或锂枝晶穿刺隔膜。2025年3月,工信部发布《电动汽车用动力蓄电池安全要求》(修订版),新增了电池系统热扩散防护和机械冲击测试等强制性标准,倒逼产业链加速技术迭代。在此背景下,复合集流体技术凭借其革命性的安全性能,成为行业焦点。

2.复合集流体的安全机理

复合集流体避免热失控主要体现在三个方面:

1)保险丝原理在短暂的强电流通过时,复合集流体起到类似保险丝的作用,与电池其余部分电隔离,阻止能量的流动。

2)聚合物断路效应聚合物基材受热收缩,切断短路部分,进一步提升了隔离度。
3)毛刺保护作用高度变形的聚合物基材可以包裹电子导电元件的尖锐边缘,减小并包覆集流体金属毛刺,避免刺穿隔膜。[2]
图:复合集流体避免热失控原理[1,2]
电池安全测试显示:1)电压稳定正极搭载了复合铝箔的电池始终维持4V电压,几乎无波动;2)温度稳定相对传统铝箔温度快速提升且峰值温度约69℃,复合铝箔温度始终维持约25℃。复合集流体成功避免了机械滥用时电池热失控现象的发生。
图:传统集流体与复合集流体电池穿刺实验监测[2]
经测试,复合集流体可以使电池在更严苛的穿刺实验、甚至军标级枪击实验中完全不起火,极大地提升了电池安全性,让广大消费者用上更安全的电池!
图:复合集流体电池穿刺与挤压测试后均不起火[3]

3.千亿市场量产在即


当前,复合集流体的技术潜力已获广泛认可,其中复合铝箔已在2023年率先实现量产上车,复合铜箔也有望与2025年实现首批次量产。未来,随着各方的持续押注,复合集流体有望从高端车型向主流市场渗透,为新能源汽车安全树立新标杆。

复合集流体通过材料革新与结构设计,为电池安全提供了系统性解决方案。从实验室到产业化,这一技术不仅回应了政策与市场的双重需求,更将推动新能源汽车行业迈向高安全、高性能的新阶段。

参考资料:

[1] Soteria (2020a). Inherently safe cells everywhere: Revolutionize battery safety with Soteria’s technology and consortium. [online] https://soteriabig.com. Available at: https://soteriabig.com/wp-content/uploads/2022/08/Website_whitepaper_2022.pdf [Accessed 4 Feb. 2024].

[2] Liu, Z., Dong, Y., Qi, X., Wang, R., Zhu, Z., Yan, C., Jiao, X., Li, S., Qie, L., Li, J. and Huang, Y. (2022). Stretchable separator/current collector composite for superior battery safety. Energy & Environmental Science, [online] 15(12), pp.5313–5323. doi:https://doi.org/10.1039/D2EE01793H.

[3] Soteria (2020b). Soteria Cell Performance. 

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