电动化、混动化、多元能源协同发展的路径，已成为当前全球车用动力系统变革与创新的趋势和方向。在这其中，动力电池的技术创新与安全保障，成为助力车用动力系统产业可持续发展的关键一环。

　　日前，在第六届车用动力系统国际论坛期间举办的“动力电池及燃料电池”分论坛上，来自行业、企业、高校及相关机构的专家与学者就动力电池及燃料电池的技术研发、场景应用、安全性保障等话题展开讨论。

　　动力电池技术创新百花齐放

　　从锂电池到钠离子电池再到固态电池，近年来，国内动力电池技术创新呈现百花齐放的“盛世”。

　　谈及高比能固液混合及全固态电池的研发进展时，瑞浦兰钧副总裁侯敏在动力电池及燃料电池分论坛现场表示，业界非常关注固液混合和全固态的开发周期以及生命周期有多长，这取决于新型应用市场的需求。“目前整个固态混合电池面临着三大科学难题：第一是动力性，第二是耐久性，第三是安全性。”侯敏说，“动力性方面，需要关注的是固液混合电池的电解液和电解质的离子传输机制，以及如何构筑全生命周期的导锂通道都是畅通的；耐久性就是高温循环与常温循环比较，第一是看什么样的表现是最好的科学机制，第二是循环寿命和日历寿命的准确评估。现在固液混合电池不仅在乘用车有所应用，在新型的一些应用场景，eVTOL或者说超大容量例如现在500+、600+甚至1000Ah的储能产品，都逐渐把固液混合向这些方向去拓展，所以耐久性这个方向值得深入研究，而且要结合场景进行研究；关于安全性，这是做产品永恒的主题，固体混合电池的本征安全，以及不同的特征温度下的一致或者减少产热反应的解决方案，这是要着重关注的。”

　　大圆柱电池依托电池容量更大、能量密度更高，受到行业追捧。那么未来，大圆柱电池技术有着怎样的核心优势、发展前景和趋势呢？对此，云山动力董事长袁定凯认为，大圆柱电池的核心优势，第一，是具备比较成熟的规模化和标准化基础，第二，具备结构集成降本优势，大圆柱电池可以做CTC的高度集成， CTC的集成方式节约了大量的零部件，所以结构更简单，成组效率更高。第三，具备材料体系降本优势。我们从材料化学的提升，结合电池结构，产品的优势越来越明确。第四，具备全生命周期优势。未来大圆柱电池的标准化的电池包、标准化的售后，成本更低。

　　“另外，大圆柱电池可以更充分地满足超快充、高功率的需求。”袁定凯说，“全极耳的圆柱电池超充，我们可以做到6C充电甚至10C充电，相对而言它的温升也比较少，这是超充的核心优势。实际上，要解决超充，我们需要离子的快速迁移，主要是从材料的形貌选择、材料的包覆、极片孔隙的调控、极片面密度设计，去解决离子的快速迁移。目前，大圆柱电池的集成是动力电池的最优解。”

　　谈及未来大圆柱电池的应用趋势，袁定凯认为，现在在户储、乘用车、小动力、小储能上大圆柱电池应用得比较多，未来在低空、船舶、人形机器上会有更广泛的应用。关于未来大圆柱电池的发展路径，袁定凯判断，主要是往智能化、经济性方向去考虑。“大圆柱电池的技术路线未来将向高能量、长循环、高功率、固态方向发展，这也和国家规划的技术路线密切结合。在市场层面，我认为在小动力领域是圆柱电池的天下。在纯电动、PHEV和HEV，未来应该是逐渐被圆柱电池替代。现在之所以没有替代，是因为产能太小。”袁定凯说。

　　近两年，动力电池头部企业纷纷在钠离子电池领域发力，推动了钠离子电池产业化进程的明显提速，从技术创新到实验验证，钠离子电池也迈入商业化应用阶段。

　　谈及钠离子电池的优势，中科海纳总经理李树军表示，除了其资源丰富、规模化成本低、与锂电池制造和应用兼容外，长循环、宽温域、高倍率优势非常突出。钠离子电池的短板主要是能量密度低，所以过去几年我们主要是提升能量密度。在储能领域，钠电的低温、快充、宽温区等优势目前还不是强需求，但随着集成方式和运营模式的进化，逐渐会用上。比如聚阴离子体系，寿命更长、安全性更好、温度范围更宽，就能带来运维成本的降低。但是目前，钠离子电池还没法和主流磷酸铁锂比成本，主要是能量密度和规模两个因素导致的。“展望未来，我认为2~3年，大家最关注的能量密度能到180Wh/kg，量产成本能到0.3元/Wh。也就是说，到2028年前后钠离子电池的能量密度和规模都将会有明显提升，随之而来的量产成本将有望进一步降低。”李树军说。

　　多路径探索守牢动力电池安全底线

　　安全，是产业创新与发展中必须守牢的底线。

　　对此，吉利汽车总工程师韩海滨表示，新能源汽车技术迭代加速的背后，这些创新技术对汽车安全到底有哪些挑战，我们在追求高技术竞争力、高技术先进性的同时，有没有关注安全，有没有坚守安全底线，这是全行业必须关注的话题。

　　“比如目前超快充日渐普及，我们对超快充的安全设计、验证到底充不充分；比如高集成，现在大家都为了追求能量密度，为了追求长续航，电气件全部集成在一起，那么电磁干扰以及一些复杂故障的诊断能不能保证，这些都是行业企业在技术快速迭代的同时，必须面对和解决的问题。”韩海滨说，“作为吉利，以用户场景为原点通过技术趋势牵引实现前瞻合规底线。在全球化的进程中通过合规管理的三级策略，来确保在创新中坚守安全底线。第一，底线保障。除了满足当地的所有法规之外，还有一些额外的体系认证，比如说吉利的神盾金砖电池就是行业首个通过电池安全新国标认证的电池。第二，国际适配。在国际上，我们把所有的国际法规动态，都由专业部门收集，去应对，如何保证产品全球的合规通过性。第三，数字化管控。我们会全程进行线上系统录入，实现法规要求与研发。”

　　车用动力电池系统集成对确保动力电池安全起着至关重要的作用。谈到车用动力电池系统集成技术发展现状，中国科学院电工研究所副研究员王立业表示，新能源汽车目前得到迅速的发展，同时动力电池系统集成技术层出不穷，里面的新材料、新工艺以及新的集成方式，也都对集成技术提高起到了不小的作用，包括提升电池的能量密度，提升新能源汽车的续航里程。在能量密度和续航里程提升的同时，也对安全提出了更高的要求。在系统集成方面，大家比较关心成组效率，从早期的50%、60%到70%，现在有些企业已经提到了80%多。

　　“总体来讲，动力电池集成的发展趋势是高续航、高快充、高安全，同时高智能化。随着新能源汽车的普及，大功率充电的需求越来越高，现在我们都希望充的快，但如何保证充得快又安全呢？传统的方式都是通过恒流充电去进行充电，在充电的过程中，电池的发热很大。除了发热之外，还有负极析锂会发生内短路的风险。针对这个问题，我们提出了负极电位动态钳位的安全快充方法，通过机理模型计算它的负极电位，通过寻优确定最大充电安全电流，实现在快充时析锂抑制的难题。”王立业说。

　　对于未来的发展，王立业认为，整个电池系统向少件化、一体化集成是未来趋势。“模块化与集成化的不同，暗含着补能方式的不同，包括CTP技术也在不断更新和演进，更趋向于换电技术，而集成化的CTC、CTB趋向于更快的大功率快充技术。”他说，“另外一个趋势就是电池安全，安全考虑的因素比较多，重要的还是如何实现热安全，保证热电分离，是设计的主流思路。包括现在经常做的电池产热特性、热失控机理、防护和抑制方法，都是近几年电池热安全研究的热点。同时，在多物理场仿真方面，如何通过多物理场仿真助力电池系统高效研发，现在也有了很大的发展。我们可以通过多物理场仿真，从材料到单体到系统全方位仿真，助力最终的系统集成和系统安全性的提升。”

　　针对锂离子电池热失控燃烧的抑制技术，北京交通大学教授刘杰表示，目前做了一些惰性气体对燃料抑制影响的探索和实践；在本征安全方面，用间苯三酚做惰化剂，对它的燃烧抑制现象进行应用。未来，可能探索一些其他的安全技术，包括安全电解液、安全隔膜等，可以建立多级、协同的热失控阻断方案。

　　谈到电池安全性，河北工业大学副教授周思达认为，目前我国新能源汽车的保有量与日俱增，电池安全，已经不再是传统材料的改性或者一点加工工艺方式的提升，更多是一种面向于工程的使用。“第一，在制造的长流程过程中；第二，在服役的长周期过程中。从最开始的混料涂布，一直到后面的滚压、叠片、化成的阶段，在所有的环境中都可能引入一些制造的缺陷问题或者颗粒，都会影响到最终出厂前电池产品的安全。另一方面，电池出厂之后，在使用阶段，这样的一些问题可能会逐渐暴露出来，在这个过程中怎么对于安全风险进行监测和预警，也是我们所要做的工作。”他说。

　　加强产业链协同

　　在全球竞争中从容闯过“碳足迹”关

　　随着中国新能源汽车产业链全球化步伐的加快，降低新能源汽车全生命周期以及动力电池全生命周期碳足迹是中国新能源汽车在全球化过程中绕不开的重点。那么企业究竟该如何降低碳足迹，如何在全球化的进程中从容应对绿色壁垒？

　　对此中汽中心首席专家、中汽碳总经理助理兼部长石红认为，管理好碳足迹的本质是要高质量、高效率去管理好数据，而这方面需要去协同管理好供应链。

　　“首先，企业要收集好自己的数据，引入到一些数字化工具，尤其是可以协同供应链企业去开发高质量的数据集。在与供应链进行协同的过程中，不要忽视关于ESG供应链尽职调查方面的一些举措。目前，欧盟已经有多个政策引入了ESG供应链尽职调查的一些要求，很多政策都在明后年要实施，我们的合规窗口期大概就是今年和明年这一两年的时间。很多的政策可能都是在清关的时候就要去完成的一些合规动作，所以这里面可以和碳足迹的数据管理进行协同管理，去达到主机厂也好，动力电池企业也好，和上游的供应链企业进行协同生态共建的闭环。”她说。