在新能源汽车、消费电子、航空航天等领域,固态电池(Solid-State Battery)被誉为“下一代电池技术”的巅峰之作。
它以固态电解质取代传统液态电解液,理论上具备更高能量密度、更长寿命、更优安全性,甚至有望彻底解决锂电池的“热失控”难题。
然而,技术越先进,安全验证越要严苛。
尤其是在过充电(Overcharge)这种极端滥用条件下,固态电池是否真的“刀枪不入”?
为此,过充电测试成为检验固态电池真实安全性的“终极试金石”。
它不是模拟“正常使用”,而是主动制造“失控场景”,只为回答一个核心问题:
当电池被错误地充到远超安全电压时,它会起火、爆炸,还是安然无恙?
一、为什么固态电池也要做过充电测试?
尽管固态电池天生更安全,但以下风险依然存在:
正极材料仍可能分解(如NCM、LCO在高电压下不稳定)
锂枝晶穿透:过充加剧锂不均匀沉积,可能刺穿固态电解质
界面副反应:电极/电解质界面在高压下发生分解,产热
封装失效:内部压力升高导致外壳破裂
二、核心测试标准与方法
目前,固态电池尚无完全独立的国际标准,但可参考以下标准进行过充电测试:
| 标准 | 适用性 |
| GB 38031《电动汽车用动力蓄电池安全要求》 | 中国强制标准,包含过充测试 |
| IEC 62660-2《电动道路车辆用二次锂电池》 | 国际通用 |
| UL1642《锂电池安全标准》 | 北美市场准入 |
标准测试流程(以 GB 38031 为例)
1. 测试条件
充电倍率:1C(1小时内充满)
截止电压:1.5倍标称电压(如标称3.7V → 充至5.55V)
充电终点:达到截止电压 或 电池电压下降至30%初始值
环境温度:25°C ± 5°C
监控项目:电压、电流、表面温度、气体释放、是否起火/爆炸
2. 样品准备
使用满电态(100% SOC)的单体电池;
安装热电偶监测表面温度;
置于防爆测试箱内,配备视频监控。
3. 测试过程
以1C电流恒流充电至截止电压;
转为恒压充电,直至电流下降至0.05C或触发终止条件;
持续观察1小时,记录是否发生:
起火(Flame)
爆炸(Explosion)
喷射物(Ejection)
表面温度 > 150°C
三、合格判定标准

四、固态电池 vs. 液态电池:过充表现对比



