新能源车企、大型电池制造商正通过HALT/HASS试验来加速验证新一代锂电池在极限应力下的可靠性！

HALT（高加速寿命试验）和HASS（高加速应力筛选）是由Gregg Hobbs博士开发的加速应力测试方法，旨在通过施加远超实际使用条件的应力，快速暴露产品的设计弱点和制造缺陷。

HALT主要用于产品开发阶段，通过极端高低温、快速温变、振动及其组合应力，快速识别设计弱点。而HASS则应用于生产阶段，基于HALT获得的极限参数，对批量产品进行筛选，防止有缺陷的产品流向市场[1]。

HALT与HASS的核心差异

HALT（高加速寿命试验）：

• 应用于产品研发阶段
• 目的是发现设计缺陷和薄弱环节
• 采用步进应力法，直至产品破坏
• 关注产品的操作极限和破坏极限

HASS（高加速应力筛选）：

• 应用于生产阶段
• 目的是筛选出制造缺陷
• 基于HALT结果设定筛选参数
• 关注生产一致性和早期故障检测

1. 温度极端性的影响

锂电池在极端温度环境下表现出的性能衰减和安全性问题尤为突出。研究表明，高温（如>80°C）会加速电池内部化学副反应，增加热失控风险；而低温（如<0°C）则会显著降低电解液电导率，引发锂金属析出（锂镀层），导致容量快速衰减[2]。

在实际运输环境中，监测数据显示集装箱内表面瞬时高温可达71.86°C，低温可达-37.36°C，均超出部分现有标准（如ISTA 3E）的限值[3]。HALT/HASS通过快速温变循环（通常70°C/分钟或更高）验证电池在极端温度条件下的耐受性。

2. 振动与机械冲击

在道路运输中，振动和冲击是导致电池结构损伤的主要原因之一。实测数据显示，在天津—上海运输路线上，车辆底板最大冲击加速度可达44.06g，远超GB 38031规定的7g限值[3]。

HALT/HASS通过多轴随机振动与温度循环的组合，模拟并加速这类机械应力，提前暴露电极材料微观裂纹、连接件松动等问题。典型振动条件包括6自由度随机振动，频率范围1-3000Hz，加速度最高可达60Grms。

3. 低气压与高海拔

在航空运输或高原地区，低气压环境会影响电池密封结构及散热能力，增加热失控风险。实测数据显示，飞机货舱压力最低可达11.6kPa，而现有部分标准（如GB 38031）的压力测试限值为61.2kPa，未能充分覆盖航空运输的实际低气压条件[3]。

HALT/HASS通过低气压循环测试，验证电池在高空环境下的密封性与热稳定性，确保在极端压力变化下不会发生泄漏或性能衰减。

要实现上述多维应力组合测试，离不开先进的环境试验箱。这类设备通常具备以下功能：

• 宽温范围：如-100°C至+200°C
• 快速温变：最高可达70°C/分钟
• 多轴振动台：频率范围1–3000Hz，加速度可达60Grms及以上
• 低气压模拟：最低可达10kPa以下
• 综合应力：支持温度、振动、湿度、低气压等多应力同步加载

主流HALT/HASS试验箱品牌

这些设备支持多应力同步加载，并具备实时数据采集与故障诊断功能，为电池制造商提供了从研发到生产的全流程可靠性验证能力。

除了传统应力测试，近年来学术界与工业界也开始关注电化学-机械耦合效应对电池寿命的影响。

《Nature Nanotechnology》最新研究表明，石墨/硅复合电极在充放电过程中会发生非均匀体积膨胀，导致活性物质损失、锂镀层风险增加[4]。通过双层级电极设计，可有效缓解应力集中，提高循环稳定性。

新兴测试技术融合

随着测试技术的发展，HALT/HASS正与以下新兴技术融合：

• 原位检测技术：在HALT测试过程中实时监测电池内部状态变化
• 人工智能分析：利用机器学习算法识别早期故障特征
• 数字孪生：建立虚拟测试模型，减少物理测试次数
• 多物理场仿真：预测复杂应力条件下的电池行为

随着电动汽车与储能系统向高能量密度、长寿命、高安全方向发展，传统的单应力合规测试已无法满足市场需求。

HALT/HASS通过多应力叠加、极限加速的方式，在研发阶段快速暴露问题，在生产阶段拦截缺陷产品，已成为新能源车企与电池制造商提升产品竞争力的关键工具。