电动汽车电池安全：能量密度与快速充电之间的权衡
小米 SU7 Ultra、蔚来 ET7、理想汽车 MEGA、奔驰 EQE 和保时捷 Taycan 等一系列事件表明，追求高能量密度、大电池和 800V-10C 充电的竞争也带来了负面影响。
10月份一系列电动汽车起火事故，包括小米SU7 Ultra、蔚来ET7、理想汽车MEGA、奔驰EQE和保时捷Taycan等高端车型，再次将电池安全问题推到了风口浪尖。数据和证据表明，对性能的追求——从高能量密度到超快充电——正在以牺牲热稳定性为代价，因此需要更严格的风险管理（via 36kr.com）。
高能量密度：射程优势、压力热稳定性
从磷酸铁锂（LFP）到锂三元（NCM/NCA）正极材料的转变提高了能量密度并拓宽了工作范围。然而，与晶体结构稳定且不易释放氧的LFP相比，高镍材料降低了热稳定性。
市场经验迫使行业做出调整：在与镍氢电池811相关的事故发生后（2020年广汽Aion S车型；通用汽车因镍氢电池风险过高，于2021年召回近7万辆汽车，LG化学支付10亿美元赔偿），为了平衡性能和安全性，常用的镍氢电池配比转向5-2-3/6-2-2。由于成本优势，磷酸铁锂电池在20万元以下的车型中仍然广泛应用，而三元电池则用于中高端车型（例如，特斯拉长续航版车型使用三元电池，标准版车型使用磷酸铁锂电池）。
从 18650 到 4680，然后是 CTP/CTC：体积效率和大电池风险
除了材料之外，架构的改进也有助于在相同体积内“压缩”更多能量。第一代特斯拉Model S采用电池-模块-电池包结构：每个模块包含约444个18650电池，配备独立的电池管理系统（BMS）和冷却管道；一个电池包可包含16个模块，并采用耐火材料。此后的发展趋势是减少乃至消除模块（CTP——电池到电池包），并实现深度集成（CTC——电池到底盘）。
圆柱形电池尺寸从18650增加到21700和4680；在立方体电池方面，比亚迪优化了刀片设计，将体积利用率提高了约50%，使电池容量从135 Ah提升到200 Ah以上。宁德时代与麒麟合作，将体积利用率提升至72%，超过了4680电池63%的里程碑；CTC解决方案分别于2022年至2023年投入量产。
缺点：大容量电芯一旦发生内部短路，散热速度极快，容易形成热点，引发更剧烈的热链反应。因此，从冒烟到起火的时间非常短，难以控制。除了电芯本身，电池组的封装工艺也是一个风险点：蔚来汽车曾在2019年因电池组高压线路接错而召回了4803辆ES8车型。
800V-10C快充竞赛：体验更佳，安全裕度更窄
充电功率 = 电压 × 电流。第一代 400V 汽车的充电倍率低于 1C。特斯拉逐步将超级充电桩的功率从 90 kW (V1) 提高到 250 kW (V3)，充电 15 分钟后可增加约 250 公里的续航里程，充电倍率为 2-2.5C。
保时捷Taycan率先采用了800V平台，并配备了270kW的快充功能：提高电压可以降低电流和热损耗，从而提升高功率充电时的安全性。中国厂商迅速跟进800V技术，并将电池倍率提升至4C甚至更高；超过400kW的充电功率也开始出现在市场上。2023年，理想汽车宣布采用宁德时代麒麟5C电池，最大充电功率超过500kW。比亚迪宣称其产品能够实现10C充电，“10分钟即可续航600公里”；但根据行业测试，10C最大电流持续时间非常短暂。
作为回报，绝缘、保护和灭弧的要求也大幅提高；瞬时短路电流更大，热反应也更剧烈。在高电流下，锂离子会快速嵌入/分离，导致发热并促进枝晶生长，从而缩短电池寿命。根据蔚来汽车（NIO）9月份发布的公告，追求超级充电是有代价的，其中就包括电池寿命。蔚来汽车在换电站采用慢速充电，目标是15年内保持85%的电池寿命。“想象一下，如果用了8年车后，你不得不花费8万到10万元人民币（约合1.1万至1.4万美元）来更换电池……这是一笔不可接受的高昂成本。”
快速充电里程碑和电压基准（来源）
| 系统/车辆 | 接地/电压 | 最大功率 | 笔记 |
|---|---|---|---|
| 特斯拉超级充电桩 V1 → V3 | 约400伏 | 90千瓦 → 250千瓦 | 约250公里/15分钟；速度2-2.5摄氏度 |
| 保时捷 Taycan | 800伏 | 270千瓦 | 减少电流和热损失 |
| 许多中国公司 | 800伏 | 大于400千瓦 | 4C 电池或更高 |
| 力拓 MEGA + 宁德时代麒麟 5C | 800伏 | 大于500千瓦 | 2023年宣布 |
| 比亚迪10C充电器 | — | — | 10分钟~600公里；10C电流持续时间非常短（根据行业测试）。 |
现有技术方案：冷却、热电分离、电池管理系统优化
在固态电池实现工业化规模生产之前，液态电池的优化仍然是主要方向：
- 宁德时代麒麟在电池单元之间放置液冷板以增加热交换；在电池底部设置泄压阀，与顶部的正负极分开，实现“热电分离”。
- 细粒石墨涂层负极加速离子浸入，支持快速充电，并降低“锂沉积”的风险。
- 比亚迪Blade电池的细长外形有利于散热；其密集的布局能够起到结构支撑作用，减少了对传统横梁/纵梁的需求。然而，人们仍然担忧超长电池单元在碰撞中可能发生弯曲。
- 电池管理系统（BMS）具备实时监测电压、电流和温度的功能；异常时可进行断路和报警。然而，瞬时短路可能超出采样/响应速度。
固态电池：潜力巨大，挑战重重
固态电池的研发已有三十年历史，但由于研发挑战、工艺难题以及从现有液态电池体系过渡到固态电池的高昂成本，至今尚未实现工业化生产。目前，大多数汽车制造商和电池生产商尚未准备好进行大规模投资。
结论：没有绝对的安全，只有学习曲线。
均衡的电池组是材料、架构、工艺和电池管理系统 (BMS) 的完美结合。在追求性能的同时，对安全性的投入也必须相应增加，并且必须向用户提供真实信息，避免隐瞒风险差异。
制造商的目标是将故障率降低到十亿分之一（ppb）。然而，对用户而言，“十亿分之一”的事故一旦发生，仍然是100%。每一次事故既是警示，也是优化所需的数据，就像特斯拉通过早期自燃事故改进电池管理系统（BMS）一样；中国汽车和电池制造商也在探索类似的学习和改进路径。
