从被动防护到主动预防，看电芯巨头如何用“黑科技”破局热失控难题

电子发烧友网报道（文/黄山明）近期，宁德时代董事长曾毓群公开表示，过去五年，全球新型储能累计装机规模增长达11倍；在各项政策的引导下，中国新型储能累计装机更是实现了20倍的增长，成为全球最大储能市场。
 
但也需要认识到，目前储能行业仍然面临着一些挑战，尤其是在安全问题上。以电芯为例，今年8月，中国首部储能电池安全强制性国家标准《电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求》（GB 44240-2024）正式实施，不仅属于强制性标准同时对于电芯安全有了更严苛的测试要求，确保电池安全。
 
储能电芯安全挑战
 
今年以来，从国家层面不断发布重磅方案来看，储能产业已经到了爆发的时刻。今年二季度以来，多家头部电芯厂商月度的开工率超过了90%，接近满产。
 
有一些国内的储能企业负责人对外表示，一段时间内有多个集成商跑来买电芯，因此导致直到年底已经没有电芯库存了。不过该负责人透露，电芯的产能总体是富余的，但因为交付期太过集中，造成了挤兑。
 
据行业机构InfoLink Consulting全球储能供应链数据，2025上半年，全球储能电芯出货规模240.21 GWh，同比增长106.1%，第二季度出货136.78 GWh，超越2024年四季度，创下历史峰值。
 
但随着电芯技术的发展，其安全问题也开始显露。宁德时代管理层在2025年中期业绩说明会上表示，储能电芯不是单边越大越好，不仅需要考虑安全、寿命及可靠性，还需要考虑储能系统集成的匹配性与工程落地的可行性，而不是满目追求电芯容量的增大。
 
从当前市场的发展情况来看，储能电芯主要面临的是“热失控-结构失效-管理滞后”的三角难题。所谓热失控是指电池单体内部因各种原因（内因或外因）产生热量的速度，超过了其散热能力，导致温度不可控地急剧上升，进而触发一系列剧烈的放热副反应，最终可能引发起火、爆炸。
 
通常内因是由于材料缺陷、制造瑕疵、设计缺陷、长期循环老化导致的结构损伤等，外因则是电气滥用，基本为过充、过放及外部短路等，以及热滥用或者机械滥用。
 
结构失效也分为微观与宏观，电芯内部的微观结构失效，是热失控发生的内因之一。一般体现在材料层面，或者界面层面，这些微观结构的失效，直接降低了电芯的热稳定性和安全裕度，使其更容易在正常工况或轻微滥用下出发热失控。
 
而宏观层面，主要集中在热传导路径设计不当、机械结构强度不足、能量或物质释放无序等，因此，一个坚固、隔热、散热良好、能有效阻断连锁反应的系统结构，是遏制热失控扩散的最后一道物理防线。
 
最后是管理上的滞后，这里主要指的是BMS、EMS及运维管理体系在预防、监测、预警和应急响应方面存在的不足或延迟。好消息是，这是三角中唯一可以通过软件、算法和流程来改善的“软性”环节。
 
各显神通的储能电芯企业
 
目前，国内的主流电芯企业在储能电芯安全方面已经从过去的被动防护转向了主动预防，构建起了覆盖材料、电芯结构、BMS、系统级消防与云端监控的多维安全体系。
 
例如宁德时代、比亚迪、亿纬锂能等均采用磷酸铁锂路线，这种电池热失控温度＞250℃，其中领的时代的热分解温度更是超过800℃。2025年国内储能项目LFP渗透率超95%。而比亚迪添加10%磷酸三甲酯（TMP），燃烧速率降低60%。
 
宁德时代还首创BMS与消防系统联动技术，实现电芯-模组-系统三级热失控监测与抑制，每颗电芯出厂前经历数百项测试，涵盖材料、电芯、模组、BMS、电池包，将电芯安全失效率从PPM级降至PPB级，也就是十亿分之一。
 
远景动力则在正负极材料特殊化处理，降低副反应，同时加入高浸润电解液提升界面稳定性，并采用热阻断涂层+定向导热结构，提升热失控抗性。在系统级安全上，远景动力构建电芯-Pack-系统三级安全体系，搭载大数据火警预警系统+Pack级消防，实现“0干预”烧舱试验，四柜肩并肩、5cm间距、关闭消防系统，无热蔓延。
 
同时，还制定200+条现场管控标准（CTQ/CTS），关键制程CPK≥1.33，优率≥90%，并引入2300L全自动匀浆+1600mm宽幅涂布+激光模切卷绕一体机，实现实时质量闭环。
 
瑞浦兰钧则采用问顶结构，缩短极耳长度，一体化焊接，无U型弯折，让结构更稳定，同时固液界面优化，提升循环稳定性与安全性。
 
并且在6.9MWh系统上采用“三隔一排”被动抑制结构，通过五重探测系统+模组级主动抑制+舱级消防，以及智能云平台实时监控，来提前识别热失控信号，并保障系统安全。
 
海辰储能则采用高浸润、高电导率电解液，保障极片界面稳定性，其1130Ah电芯采用抗热收缩隔膜+氧化铝陶瓷涂层，防锂枝晶穿透。楚能新能源的314Ah电芯实现1800次循环“零衰减”，降低热失效风险，同样采用补锂技术+活性锂修复技术，抑制容量衰减和热失控诱因。蜂巢能源的325Ah短刀电芯采用“飞叠”技术，极片与隔膜完全复合，界面一致性高，降低内短路风险。
 
值得一提的是，尽管GB 44240-2024标准在今年8月正式实施，但远景动力在今年2月便首张获得GB 44240认证证书，从测试到取证不到1个月，测试条件主动加严（如针刺、热失控、燃烧抛射等），让电芯经受更严苛的检测。
 
此外，宁德时代、瑞浦兰钧、海辰储能、楚能新能源等头部企业也已启动或完成新国标认证流程，预计2025年下半年起陆续通过。
 
小结
 
随着国内储能产业的飞速发展，对于电芯要求也会越来越高，而国内电芯企业高度重视电芯安全，通过材料优化、结构设计、热管理、监控预警等多方面技术保障电芯安全。并且在新国标的正式实施下，以及这些技术相互配合，从不同角度提升电芯的安全性能，为新能源产业的发展筑牢安全根基。