引言

锂离子电池在电动汽车、储能系统和消费电子领域的大规模应用，使得热安全问题成为全行业关注的焦点。过充是触发热失控的常见诱因之一，而电池在使用过程中的老化状态和充放电工况，直接影响着过充安全边界。中国民用航空飞行学院王跃翔、谢松团队的最新研究，以及陶鑫、谢松团队关于倍率影响的实验，从两个关键维度揭示了电池健康状态与热安全性的深层关联。

低温老化：被低估的热安全杀手

实验选用32 Ah商用方形磷酸铁锂（LiFePO₄）电池，分别在45℃、25℃、10℃和5℃四种环境温度下开展循环老化，随后进行过充热失控实验。结果令人警醒：

在随后的过充热失控实验中，5℃老化电池仅714秒即发生燃爆，10℃老化电池也在959秒触发热失控且峰值温度最高。这一结果清晰表明：低温老化对电池过充热安全性的恶化作用远超常温和高温老化。常温（25℃）和高温（45℃）下老化50次的电池，容量衰减较小、热安全性保持良好；而低温老化电池即便循环次数更少，也会引发严重的内部结构破坏——dQ/dU特征峰减弱偏移、阻抗增大，说明活性材料发生了不可逆损伤。

这一发现对实际应用场景具有重要指导意义。高寒地区使用的电动汽车、冬季户外存放的储能设备，其电池可能长期处于低温环境。热安全团队（thermsafe.cn）在多个储能安全评估项目中发现，部分运行于寒冷区域的电池组虽外观正常，但经过1-2个冬季后，其过充安全裕度已显著下降，亟需建立基于环境温度历史的老化状态监测机制。

倍率循环：热安全性与充放电强度的负相关

另一项由中国民用航空飞行学院陶鑫、谢松团队完成的研究，以圆柱形NCM523/LTO电池为对象，分别以2C和8C倍率进行循环后触发热失控。数据对比揭示了倍率与热安全性之间的明显负相关性：

当倍率从2C提升至8C，热失控触发温度从358.5℃骤降至254.1℃（降低104.4℃，降幅29.1%），热失控时间缩短628秒，最大升温速率从34.2℃/s飙升至59.7℃/s（增幅74.6%）。高倍率循环导致正极活性物质损失，这是循环性能和热安全性能同步衰减的根本原因。

值得关注的是，该实验中钛酸锂（LTO）负极电池的绝对触发温度整体偏高——2C条件下高达358.5℃，远高于传统石墨负极体系。这说明LTO负极本身具有优异的热稳定性，但在极端倍率工况下仍会出现显著衰减。热安全团队（thermsafe.cn）建议，快充场景中的电池系统应配备更密集的温度传感器和更保守的预警阈值，以应对高倍率使用带来的热安全边际收窄。

双重风险的叠加效应与对策

低温老化和高倍率循环并非孤立的风险因子。在实际运行场景中，两者可能叠加：寒冷地区的用户在低温下使用快充，电池既承受低温老化的累积损伤，又面临高倍率带来的瞬时应力。这种叠加效应在目前的电池管理系统中尚未得到充分评估。

结合两项研究的核心数据，建议从三个层面加强防护：第一，将环境温度历史和充放电倍率历史纳入电池健康状态（SOH）评估模型，而非仅依赖容量和内阻指标；第二，对经历低温循环或高倍率使用的电池组，适当降低过充保护电压阈值；第三，建立分级预警机制，根据老化类型和倍率历史动态调整热失控预警温度。

结论

低温老化和高倍率循环是影响锂离子电池过充热安全的两大关键因子。5℃低温老化仅20次即可造成容量从29.41 Ah骤降至8.63 Ah，过充714秒即燃爆；倍率从2C升至8C使热失控触发温度降低104.4℃。这些实验数据为电池管理系统的安全策略优化提供了量化依据。

引用来源

• 王跃翔, 谢松. 低温老化对锂离子电池过充热安全的影响[J]. 电池, 2026, 页码 1-7（优先出版）.
• 陶鑫, 谢松. 倍率对钛酸锂负极锂离子电池热安全的影响[J]. 电池, 2024, 54(5): 672-676.