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哪些因素制约了锂电池的低温性能?

钜大LARGE  |  点击量:1022次  |  2019年12月10日  

制约锂电池低温性能的因素


●低温环境下,电解液的黏度增大,甚至部分凝固,导致锂离子电池的导电率下降。


●低温环境下电解液与负极、隔膜之间的相容性变差。


●低温环境下锂离子电池的负极析出锂严重,并且析出的金属锂与电解液反应,其产物沉积导致固态电解质界面(SEI)厚度增加。


●低温环境下锂离子电池在活性物质内部扩散系统降低,电荷转移阻抗(Rct)显著增大。


目前,磷酸铁锂电池是应用在电动汽车上最多的电池,这种电池安全性高,单体寿命较长,但磷酸铁锂有一个致命的缺点,他的低温性能比其他技术体系的电池略差。低温对磷酸铁锂的正负极、电解液和粘接剂等都存在影响。


低温环境下锂电池容量为何会降低?


在众多环境要素中,温度对锂电池性能的影响最大。锂电池所用的电解液作为有机液体,如同油脂,会在低温下变粘稠甚至凝结。此时,导电的锂盐在里面的活动大大受到限制,这样的话充电效率很低,从而会导致锂电池在低温下充电慢,充不满,放电亦是如此。


锂电池在低温环境下使用受到限制,除了因为放电容量会严重衰退外,低温下也不能对锂电池进行充电。在低温充电时,电池石墨电极上的锂离子的嵌入和镀锂反应是同时存在的且相互竞争。低温条件下锂离子在石墨中的扩散被抑制,电解液的导电率下降,从而导致嵌入速率降低而在石墨表面上会使镀锂反应更容易产生。锂离子电池在低温下使用时寿命下降的原因主要有内部阻抗的增加与锂离子析出使容量衰减。


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