点击蓝字关注旺材锂电

家人们有什么想学习了解的锂电知识干货，欢迎评论或者私信留言哦 ???

46 型圆柱电池是在 18、21 型基础上增大直径发展而来，例如 4680 的直径 46mm、高 80mm。它采用无极耳（全极耳）设计，在能量密度与热管理之间取得平衡，但高能量密度与快充也带来新的热管理挑战。

为探究不同规格 46 型电池的充放电产热特性，有研究选取三款不同容量、尺寸与化学体系的商用电池，在绝热条件下以 1/3C 进行充放电测试。

同一颗电池，
充电与放电的热行为并不对称。

01研究对象与方法

实验选取三款 46 型圆柱电池，覆盖两种化学体系与不同容量、尺寸：

三款电池的平均比热容分别为 727.849、933.251、1176.050 J/(kg·K)。

测试采用绝热加速量热仪（ARC）提供绝热环境，主热电偶贴于电池外表面中心位置。样品先按 GB 38031—2025 完成 5 次 1/3C 充放电循环，容量极差小于 3% 方可进入测试。实验起始温度 25℃，充电为恒流恒压（CC-CV），放电为恒流至截止电压。

图 4695电池与充放电设备和加速绝热量热仪连接，其余两种电池连接方式相同

02实测数据

1/3C 绝热条件下，放电工况的实测结果：

图  4680电池 1/3 C 放电

图  4695电池 1/3 C 放电

图  46145电池 1/3 C 放电

充电工况的实测结果：

图  4680电池 1/3 C 充电

图  4695电池 1/3 C 充电

图  46145电池 1/3 C 充电

03规律一：充电比放电更热

三款电池的充电绝热温升与总产热量均高于放电。以 4680 型为例，充电总产热 7363.414 J，比放电高 3028.973 J；4695 型充电比放电高 3380.932 J；46145 型高 161.651 J。

这种不对称来自电化学过程本身。充电时锂离子是非自发嵌入石墨，动力学阻力大；负极嵌锂后体积膨胀，欧姆阻抗上升；若控制不当还存在析锂风险，析出的锂会带来额外放热。

放电则是自发过程，反应阻力更小，也不存在析锂问题，因此产热相对更低。

04规律二、三：容量与体系的影响

▍同体系不同容量：温升看热容，产热看电流平方

4680 与 4695 均为三元体系。4695 容量更大，但温升反而更小（充电 19.643℃ 对 25.412℃，放电 16.042℃ 对 16.349℃）。原因是容量更大的电池质量与体积更大，热容（热容=质量×比热容）更高；同时电极面积增大使电流密度（电流密度=总电流/电极总面积，电极面积的增加幅度通常大于电池容量的增加幅度）下降，而欧姆热与电流密度平方成正比，因此单位温升更缓。

但总产热量随容量扩大而明显升高（4695 放电 6303.759 J 高于 4680 的 4334.441 J）。按 Q = I2Rt，容量提升对应电流提升，电流的平方增长远超过内阻的有限下降。

▍同容量不同体系：磷酸铁锂产热显著更低

4680（三元）与 46145（磷酸铁锂）容量同为 22Ah，但产热差异悬殊：放电总产热 4334.441 J 对 3095.524 J，充电 7363.414 J 对 3257.175 J。

差异源于材料结构。三元层状结构在嵌脱锂过程中熵变较大，反应放热显著，且高荷电态下易与电解液发生放热副反应，充放电体积变化大也易产生微裂纹而生热。磷酸铁锂为橄榄石结构，熵变较小，P-O 键稳定、副反应少，体积变化小于 2%，结构更稳定，因此产热明显更低。

05机理透视：内阻、极化与副反应

从机理看，电池产热主要来自内阻产热与反应热两部分。

内阻分为交流内阻（欧姆内阻）与直流内阻（含极化内阻）。欧姆内阻来自电解液离子导电、电极与隔膜电阻、极耳与集流体的连接阻抗；极化内阻来自电化学极化与浓差极化。大倍率充放电时，内阻产热按 Q = I2Rt 快速上升。

充放电的极化方向不同：充电时负极电位降低、更易极化，且首次充电（化成）形成 SEI 膜会消耗锂离子并产生不可逆热；放电时极化主要体现在正极脱锂与极耳发热。这解释了为何充电产热普遍高于放电。

此外，高温会加速副反应。电解液中的六氟磷酸锂在 60℃ 以上开始分解，分解产物会进一步抬高内阻与产热，形成不利循环。这也说明控温对快充与循环寿命的重要性。

06对热管理设计的启示

结合实测数据与产热机理，可以得到几点提示：

① 充电工况应作为热设计的重点，其产热高于放电

② 评估大容量电芯时需同时看温升与总产热，两者趋势可能相反

③ 体系选择影响显著，高安全场景下磷酸铁锂的产热优势明确

④ 控温是快充的前提，如果使用六氟磷酸锂，60℃ 以上需警惕电解液分解

测试方法上，绝热加速量热可排除散热干扰，直接反映电芯的产热能力，适合用于体系对比与热模型参数标定。

温升看热容，
产热看电流平方。

07小结

该研究以绝热法实测三款 46 型圆柱电池，得到三条规律：充电产热高于放电；同体系下大容量电池温升更小、总产热更高；同等容量下磷酸铁锂产热显著低于三元。

这些差异由内阻、极化与材料结构共同决定，为圆柱电池的热管理设计提供了直接依据。你在电芯选型时，会如何权衡温升与总产热？欢迎在评论区交流。

【免责声明】文章为作者独立观点，不代表旺材锂电立场。如因作品内容、版权等存在问题，请于本文刊发30日内联系旺材锂电进行删除或洽谈版权使用事宜。邮箱liyan.ma@51wctt.com。电话：13671560361 线上广告合作：17301750044