铝壳锂电池过不了高温滥用测试,核心是高温触发电池内部多重连锁失效反应,叠加铝壳自身的结构特性限制,最终导致热失控、壳体变形或性能崩溃。具体原因可分为以下几类:
1.核心电化学体系的热不稳定性锂电池的正极、负极、电解液在高温下均会发生不可逆的热分解反应,且相互诱发形成恶性循环:
电解液分解:电解液是有机溶剂(如碳酸酯类)与锂盐的混合物,温度超过 130℃左右时会开始分解,产生 CO₂、CH₄等气体,导致电池内部压力急剧升高。
正负极材料热失控:三元锂电池正极(NCM/NCA)在高温下会释放氧气,与电解液分解产物发生剧烈放热反应;负极石墨在高温下会与电解液发生嵌锂反应,持续释放热量,进一步推高电池温度。
SEI 膜破裂:负极表面的固体电解质界面膜(SEI 膜)是保障电池稳定的关键,高温下 SEI 膜会破裂,暴露出新鲜锂负极,引发更剧烈的副反应,形成 “热量 - 反应" 的正反馈。


2.铝壳的结构与材料局限性铝壳作为电池外壳,在高温滥用下的短板会加剧失效:
耐压能力不足:铝的强度随温度升高显著下降,当电池内部因气体膨胀压力超过铝壳的耐压,会出现壳体鼓包、开裂,导致电解液泄漏,与空气接触后可能引发燃烧。
抗腐蚀性差:高温下电解液分解产生的酸性物质(如 HF)会腐蚀铝壳内壁,削弱壳体强度,加速破裂风险;且铝壳没有防爆阀的设计(部分软包电池有),压力无法及时释放。
热传导特性放大风险:铝的导热性好,一旦局部发生热反应,热量会快速扩散至整个电池,导致单体电池热失控蔓延,甚至引发模组内多电芯连锁失效。
3.工艺与结构设计的潜在缺陷部分电池的生产或设计缺陷,会在高温测试中被放大:
极片对齐度差、毛刺残留:极片裁切时的毛刺、叠片 / 卷绕工艺的对齐偏差,在高温下易刺穿隔膜,引发内部短路,直接触发热失控。
电解液注液量不合理:注液过多会增加高温分解的气体量,注液不足则会导致电池内部局部过热,两者都会降低高温耐受性。
热管理结构缺失:铝壳电池单体若未配备足够的隔热、散热结构,在高温滥用测试中无法及时散发热量,加速热失控进程。
4.高温滥用测试的严苛条件高温滥用测试(如 GB/T 31485、IEC 62133 等标准)通常是超出电池正常工作温度的极限测试,例如 85℃恒温存储、130℃热冲击等,目的就是验证电池的耐受能力。多数铝壳电池的设计目标是满足常规使用温度(-20℃~60℃),在远超设计阈值的高温下,失效是必然结果。
补充说明
磷酸铁铝壳锂电池的高温耐受性会优于三元铝壳电池,核心是磷酸铁锂正极的热分解温度更高(约 200℃以上),且分解时不释放氧气,热失控的触发难度更大。