固態(tài)電池過充電測試

在新能源汽車、消費電子、航空航天等領域，固態(tài)電池（Solid-State Battery）被譽為“下一代電池技術”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，技術越先進，安全驗證越要嚴苛。
尤其是在過充電（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，過充電測試成為檢驗固態(tài)電池真實安全性的“終極試金石”。
它不是模擬“正常使用”，而是主動制造“失控場景”，只為回答一個核心問題：

當電池被錯誤地充到遠超安全電壓時，它會起火、爆炸，還是安然無恙？

一、為什么固態(tài)電池也要做過充電測試？

盡管固態(tài)電池天生更安全，但以下風險依然存在：

• 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：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)部壓力升高導致外殼破裂

二、核心測試標準與方法

目前，固態(tài)電池尚無完全獨立的國際標準，但可參考以下標準進行過充電測試：

標準測試流程（以 GB 38031 為例）

1. 測試條件

• 充電倍率：1C（1小時內(nèi)充滿）

• 截止電壓：1.5倍標稱電壓（如標稱3.7V → 充至5.55V）

• 充電終點：達到截止電壓 或 電池電壓下降至30%初始值

• 環(huán)境溫度：25°C ± 5°C

• 監(jiān)控項目：電壓、電流、表面溫度、氣體釋放、是否起火/爆炸

2. 樣品準備

• 使用滿電態(tài)（100% SOC）的單體電池；

• 安裝熱電偶監(jiān)測表面溫度；

• 置于防爆測試箱內(nèi)，配備視頻監(jiān)控。

3. 測試過程

1. 以1C電流恒流充電至截止電壓；

2. 轉(zhuǎn)為恒壓充電，直至電流下降至0.05C或觸發(fā)終止條件；

3. 持續(xù)觀察1小時，記錄是否發(fā)生：

• 起火（Flame）

• 爆炸（Explosion）

• 噴射物（Ejection）

• 表面溫度 > 150°C

三、合格判定標準

四、固態(tài)電池 vs. 液態(tài)電池：過充表現(xiàn)對比