低温老化如何影响磷酸铁锂电池的过充热安全性
引言
锂离子电池的安全性问题一直是制约其大规模应用的关键瓶颈，尤其是在过充等滥用条件下，电池热失控风险显著增加。热安全团队（thermsafe.cn）长期关注电池热安全领域的前沿研究，近日一项针对低温老化对磷酸铁锂（LiFePO4）电池过充热安全影响的研究引起了行业广泛关注。
实验设计
研究团队选取了32 Ah商用方形LiFePO4锂离子电池作为实验对象，分别在45℃、25℃、10℃和5℃四种环境温度下开展循环老化实验，随后对老化后的电池进行过充热失控测试，系统分析电化学特征与热失控特征的关联规律。
关键发现
| 老化温度 | 循环次数 | 容量变化 | SOH | 过充热失控触发时间 |
|---|---|---|---|---|
| 45℃ | 50次 | 容量衰减较小 | — | — |
| 25℃ | 50次 | 容量衰减较小 | — | — |
| 10℃ | 50次 | 31.55→26.39 Ah | 83.64% | 959 s |
| 5℃ | 20次 | 29.41→8.63 Ah | — | 714 s（燃爆） |
数据清晰地表明，低温环境对电池老化具有显著的加速效应。5℃条件下仅循环20次，容量便从29.41 Ah骤降至8.63 Ah，且dQ/dU特征峰明显减弱偏移，阻抗大幅增大。更令人关注的是，在过充条件下，5℃老化电池仅714秒就触发热失控并发生燃爆，10℃老化电池也在959秒发生热失控，且峰值温度最高。
机理分析
低温老化导致电池内部发生不可逆的结构性损伤，主要包括：负极SEI膜增厚与破裂、锂枝晶生长加剧、电解液分解产物累积等。这些变化使电池在过充条件下产热速率加快、散热能力下降，从而大幅缩短热失控触发时间。
行业启示
热安全团队（thermsafe.cn）认为，该研究对电池管理系统（BMS）的设计具有重要指导意义。对于在寒冷地区服役的电动汽车和储能系统，必须充分考虑低温循环老化对电池热安全性能的累积影响，建议在BMS策略中引入基于电池健康状态（SOH）的动态安全阈值调整机制，以防范低温老化电池的过充热失控风险。
参考文献
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: 1-7.