钜大LARGE | 点击量：686次 | 2021年04月13日
影响锂离子电池低温性能有什么因素？
锂离子电池重要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液组成。处于低温环境的锂离子电池存在着放电电压平台下降、放电容量低、容量衰减快、倍率性能差等特点。制约锂离子电池低温性能的因素重要有以下几点：
◆正极结构
正极材料的三维结构制约着锂离子的扩散速率，低温下影响尤其明显。锂离子电池的正极材料包括商品化的磷酸铁锂、镍钴锰三元材料、锰酸锂、钴酸锂等，也包括处于开发阶段的高电压正极材料如镍锰酸锂、磷酸铁锰锂、磷酸钒锂等。
不同正极材料具有不同的三维结构，目前用作电动汽车动力锂电池的正极材料重要是磷酸铁锂、镍钴锰三元材料和锰酸锂。
吴文迪等研究了磷酸亚铁锂离子电池与镍钴锰三元电池在－20℃的放电性能，发现磷酸铁锂离子电池在－20℃的放电容量只能达到常温容量的67.38％，而镍钴锰三元电池能够达到70.1％。杜晓莉等发现锰酸锂离子电池在－20℃的放电容量可以达到常温容量的83％。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
◆高熔点溶剂
由于电解液混合溶剂中存在高熔点溶剂，锂离子电池电解液在低温环境下黏度增大，当温度过低时会发生电解液凝固现象，导致锂离子在电解液中传输速率降低。
◆锂离子扩散速率
低温环境下锂离子在石墨负极中的扩散速率降低。向宇系统研究了石墨负极对锂离子电池低温放电性能的影响，提出低温环境下锂离子电池的电荷迁移阻抗增大，导致锂离子在石墨负极中的扩散速率降低是影响锂离子电池低温性能的重要原因。
◆SEI膜
低温环境下，锂离子电池负极的SEI膜增厚，SEI膜阻抗增大导致锂离子在SEI膜中的传导速率降低，最终锂离子电池在低温环境下充放电形成极化降低充放电效率。
总结
目前多因素影响着锂离子电池的低温性能，如正极的结构、锂离子在电池各部分的迁移速率、SEI膜的厚度及化学成分以及电解液中锂盐和溶剂的选择等。
低温性能限制了锂离子电池在电动汽车领域、特种领域及极端环境中的应用，开发低温性能优异的锂离子电池是市场的迫切需求。在一些寒冷的地区，也有消费者反映，给锂离子电池充电的时候，发现充不进去。这其实是因为电池管理系统对产品的一种保护措施。由于在负极上嵌套的锂离子会出现离子结晶，直接刺穿隔膜，在一般情况下容易造成微短路，影响寿命和性能，严重的话会出现爆炸等现象，所以干脆让它充不进去，作为一种保护。气温比较低时，蓄电池当中的电跑哪里去了？虽然了解自己的蓄电池已经充满电了，但是温度比较低的时候，电池在放电的过程中电压会大幅度降低。低温放电会比平常更快的到达放电截止电压，从而造成低温放电容量明显低于常温的容量。锂离子电池，它在低温下的容量并非消失不见了，只是无法在正常的电压范围内全部放出。在电压比较低的情况下，已经无法保持点击正常使用，所以达到下限电压。电池就不会再放电了。
