下一代固态电池将彻底解决电动汽车“锁电”续航和安全问题

　　最近威马汽车因EX5“锁电”问题被推到风口浪尖。有车主投诉威马厂家进行BMS（电池管理系统）升级后，电池的满电电压从408V降至397V，从而导致续航里程减少了15%。威马EX5（参数丨图片）升级BMS后，对电池的充、放电SOC限值进一步限制，使电池的有效电量下降了5kWh，造成续航里程缩短。BMS升级，电池续航里程缩短问题，同样发生在特斯拉、荣威等车型上。

　　一、什么是“锁电”

　　所谓的“锁电”就是通过BMS软件设定的电池充电和放电的SOC阈值，目的是防止电池因为过充电或过放电造成电池过热引起自燃，或者不可逆的损害引起充电性能衰减，从而导致电池无法充电损坏。

　　二、为什么要“锁电”

　　首先是充电，不管是NCM三元、LFP磷酸铁锂还是LCO钴酸锂，充电这一过程的本质是锂Li+从正极晶格出来穿过电解液隔膜到负极，嵌入石墨层间。

　　而在低温环境下，分子运动能力下降，电化学反应速度以及物质传输都会减慢。

　　太慢的锂离子/原子传输，会有大量的锂堆积在电极与电解液界面，挤不进石墨层里就会直接在负极表面得到电子变成金属锂，堆积成锂枝晶，极易造成隔膜破裂，从而引发电池内部短路，发生火灾。

　　而在低温放电过程中，如果放电深度过于“深邃”，同样是因为分子运动能力下降，Li+挤在正极晶格表面，在堆积之后顶端的锂失去了与负极的连接，成为“死锂”之后就是容量的永久损失，充电性能衰减。

　　除此之外，冬季电池的过放电还会造成SEI膜（钝化层）的增厚、电极材料局部晶格被破坏、电解液的极化分解等，这些同样是让寿命和容量永久衰减的关键。

　　电池的热管理技术，也是热失控的关键之一，为保证电池的安全性，各车企都会对电池的充放电电量进行限制，但是不同车企的热管理系统存在差异，因此对电池本身电池电量限制程度就会存在差异。

　　三、解决/改善“锁电”电池新技术

　　电池的能量密度越高，续航里程相相应越长，能量密度提高意味着“锁电”问题同样会得到改善。业内专业人士指出，目前磷酸铁锂和三元锂电池的能量密度都已经接近理论极限，高镍材料+硅碳负极单体能量密度极限在300Wh/Kg左右，目前宁德时代和国轩高科都已经达到这个水平。

　　富锂锰基+硅碳负极单体的能量密度极限在400Wh/Kg左右，中国提出的目标是在2025年达到这个水平，还有5年时间，能量密度要提升33%。但是越接近理论极限，研发投入的边际产出就会越低，进步的速度就会越缓慢。在此背景之下，固态锂离子电池被认为是最有可能的下一代锂电技术，固态电池能量密度具备突破500wh/kg的潜力。

　　目前最新发布的广汽埃安 LX PLUS搭载的硅海绵负极技术电池，蔚来ET7 宣称的固态电池（其实是半固态电池，真正固态电池还未商业化）,智已L7掺硅补锂技术电池续航里程突破1000公里，一定程度上改善了电动汽车“锁电问题”但未彻底解决。

　　下一代固态电池技术突破实现商业化生产，才能完全解决制约电动车“锁电”的电池安全性和续航里程问题。