表面润湿性为何决定电动汽车电池的性能与安全？

  电池润湿性，为何如此关键？在锂离子电池体系中，极片与电解液的浸润质量直接影响着三个关键指标：离子电迁移效率、界面阻抗特性和循环寿命。实验数据表明，接触角每降低10°，电解液渗透速率可提升30%以上；良好浸润可使固液界面接触电阻下降40-60%；而浸润不良导致局部析锂的概率增加5-8倍。

  电池材料的浸润性对于提升电池性能、制造质量和预防故障至关重要。利用接触角测试仪，研发人员能够检验电池材料的润湿性能以避免生产缺陷，从而提升电池的安全性和循环寿命。润湿性不仅影响电池的基本性能，更关乎安全底线。华南理工大学等机构的研究发现，动力电池包在外环境及自身工况的耦合作用下可能会在内部产生凝露。凝露的蓄积将转变为积水，从而对电池包的安全运行造成严重威胁，可能导致绝缘失效、短路击穿，最终引发热失控火灾。

  研究表明，在液体电解质电池中，晶界处初生的晶间断裂表面引入了电极内额外的电化学方面，通过增加活性表面积和缩短扩散路径，进一步增强了活性颗粒内的锂传输，并提高了短期充电容量。这意味着，在受控条件下，裂纹形成和稳定可能是有益的——这挑战了关于电池正极材料断裂的传统假设。

  然而，这种耦合机制如同双刃剑。润湿通过增强表面反应和锂通量提高嵌脱锂效率，同时加速裂纹扩展并诱导新断裂模式。在多晶NCM中润湿提升了短期充电容量和库仑效率，但增加了内部裂纹密度。理解这一微观机制，为优化电池性能提供了新的思路。面对润湿性对电池性能的重大影响，研究人员开发出了一系列精准调控技术。

  在隔膜改性方面，华中科技大学教的授综述系统总结了三大改性方法：表面涂覆、原位改性和接枝改性。其中，等离子表面处理技术利用高能粒子轰击材料表面，改变表面化学和物理性质，从而提高润湿性。实验显示，经过等离子处理后，隔膜的水滴角可降低至28.72°，表面亲水性得到显著提高。通用汽车则从集流体角度切入，申请了“使用等离子体表面改性调节阳极集流体的锂润湿性的方法”专利。该方法通过等离子体处理阳极集流体，有针对性地调节不同部分的锂润湿性，从而优化锂金属的沉积行为。

  上海某公司针对固态电池的界面问题，开发了基于离子液体电润湿改性的硫化物固态电解质。该技术通过在硫化物固态电解质与负极界面引入特定的离子液体，进行电润湿处理，有效降低界面接触角，改善界面润湿性，降低界面阻抗。

  尽管电池表面润湿性研究已取得显著进展，但仍面临诸多挑战。研究团队指出，下一代先进锂电池隔膜的开发需聚焦新型改性材料、制造工艺、功能化隔膜、粘附力的定量分析和安全性。对于动力电池包而言，凝露防控更是一个系统工程。研究团队提出，应由温降速率控制、BMS湿度监测与高风险区排水吸湿构成多手段主动防控策略。