近年來固態電池（Solid-State Battery）成為全球電池技術的發展焦點。相對於傳統鋰電池以液態電解質傳導離子，固態電池改用固體電解質，不但提升能量密度、延長壽命，更重要是大幅提升使用安全性。由於無易燃液體成分，固態電池在遭受外力刺穿或高溫環境下，起火與爆炸機率大幅降低，亦因此獲廣泛應用於電動車、醫療器材及航空科技領域。現在，固態電池更已完成開發，將作為大家常用的「尿袋」流動電源使用。這次 unwire 就聯合電池專家，一齊嘗試對固態電池進行「暴力測試」，看看它對各種試驗的反應，會否像普通鋰電池一樣，稍為受壓就會爆炸呢？

 

 

固態電池將會成為俗稱「尿袋」流動電源的最安全選擇，事實上香港已經有機構準備引入固態電池，推出流動電源產品。如果用固態電池做「尿袋」，是否會安全得多呢？為此今次 unwire 就特別邀請專家針對一款本地開發的固態電池產品，進行一連串破壞性測試，驗證其安全性能是否如理論般優越。從解構結構、剪角、打釘，全程記錄其表現。（本次測試由專家執行，測試現場已準備好二氧化碳滅火裝置戒備，在安全情況下進行。一般用戶請勿模仿。）

 

▲今次會嘗試對固態電池進行多種極限測試

 

本次測試鳴謝香港企業 SAVEWO 救世借出固態電池產品樣辦，並鳴謝 SAVEWO 負責人小丁及其團隊協助測試。該電池相關樣辦目前正反覆測試實驗中，相信未來會推出實際產品。

 

 

測試一：剪角破壞　電芯受損後依然可穩定供電

為了更快讓大家知道結果，專家一開始就將流動電源的基本外殼拆掉，我們將直接對固態電芯直接進行極限測試。而第一項測試以剪刀直接剪開電池外殼邊角，模擬實際使用時電池受壓或跌落情境。我們看到，雖然電芯被明顯剪破，但電芯沒有出現爆炸，或者短路情況。而且電芯居然可以幫手機充電，我們接駁 USB 測試儀後，電壓依然穩定在 5V 左右，繼續為手機提供 15W 快充電力。

 

▲實驗中嘗試將電芯一角剪去，留意電芯變化

▲在電芯被剪去一角之後，電池依然完好無事。這個實驗模擬電池受到嚴重撞擊，甚至令到電池一角被削去的情境。實驗結果表示，電芯本身即使被削去一角，仍不會發生爆炸情況

 

關鍵原因： 固態電池使用固體電解質，即使物理受損，也不會如液態鋰電池般出現電解液洩漏、短路起火。內部結構亦具備一定隔離設計，可降低局部損壞對整體系統的影響。

 

測試二：以界刀劃破電芯

之後專家再用界刀，在電芯上面劃上界痕，深度直達電池內部，我們也發現電池原好無缺。

 

 

測試三：鋼釘貫穿電芯　無火光無煙霧 電池繼續運作

接著，專家以鋼釘直接貫穿電芯核心區域，模擬尖銳物刺穿、碰撞穿孔等極端情況。測試結果顯示電池未有明火、氣體爆裂或發熱異常，僅在孔洞邊緣有極輕微煙霧，整體依然可正常輸出電力。

 

▲本次實驗嘗試將鐵釘釘入電芯內部，一般鋰電池由於會發生短路情況，最嚴重會出現爆炸情況

▲即使電芯被釘上兩口鐵釘，電池竟仍能保持運作，甚至可用來為 iPhone 充電

▲儀器亦表示電池仍然能保持其效能

 

關鍵原因： 傳統鋰電池在穿孔時會短路甚至引發「熱失控」，造成快速升溫與燃燒，甚至爆炸。但固態電解質屬非易燃性質，即使內部被刺穿，亦不會因短路而產生連鎖反應，確保用戶人身安全。

 

拆解揭示高規格保護設計

其實除了固態電芯之外，其實流動電源本身都有完善的保護機制，進一步保護電池。在拆開整個電池後可見，內部除了堅固的鋁合金結構，還設有溫度探針、PCM 保護板等安全監控元件。與傳統廉價電池僅有簡單 PCBA 不同，固態電池整體佈局顯示具備高度可靠的安全機制。

 

 

關鍵原因： 固態電池本身材料已具高穩定性，加上 BMS（電池管理系統）與溫度監控，能在電池出現異常時即時調節輸出或關閉電路，大幅減低事故風險。

 

結語：固態電芯測試通過　具備未來消費電子與航空等級安全標準

是次測試證明，固態電池即使在最嚴苛條件下依然安全穩定，不會出現起火、爆炸或電壓失控等情況。對比現時市面低價鋰電池動輒無溫控、易短路的情況，固態電池無疑是更安全、更可持續的未來方案。隨著生產成本逐漸降低，固態電池將有望普及至一般流動裝置、戶外電源及航天應用，成為新一代能源主角。