钜大LARGE | 点击量：2323次 | 2023年11月23日
寒冷天气下低温对锂电池寿命有何影响？
低温会严重影响锂电池的性能，降低容量和使用寿命。 本文回顾了寒冷天气下锂电池充电和放电的理想温度，以及标准锂电池在寒冷温度下无法有效工作的原因。 此外，它将提供使锂电池在寒冷天气下使用寿命更长的方法。
一、在分析寒冷天气下的电池寿命之前，我们先了解一下锂电池芯的温度范围
标准锂电池的放电温度范围为-20℃至60℃，充电温度范围为0℃至45℃。
低温锂电池的放电温度范围为-40℃至60℃，充电温度范围为0℃至45℃。
高温锂电池 放电温度范围为-20℃至80℃，充电温度范围为0℃至50℃。
下面的图表总结了这三种电池的续航里程信息。 请注意：此数据为概括数据，对于特定型号可能略有不同。
| 标准锂电池 | 低温锂电池 | 高温锂电池 | |
| 排气温度下限/℃ | -20 | -40 | -20 |
| 排气温度上限/℃ | 60 | 60 | 80 |
| 充电温度下限/℃ | 0 | 0 | 0 |
| 充电温度上限/℃ | 45 | 45 | 50 |
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%
二、寒冷天气下电池性能下降的原因
标准锂电池在低温下容量显着下降（能量密度降低），循环寿命显着缩短。 锂电池在低温下表现不佳的主要原因有四个：
1、在低温下，电池电解液的粘度会增加，电导率会降低。
2、电解质/电极界面处的膜阻抗和电荷转移阻抗在低温下增加。
3、在低温下，锂离子在电池体内的移动速度较慢，导致电极电压较高，充电/放电容量较小。
4、在低温下充电时，锂金属会形成并粘附在负极上。 这会导致与电解液发生化学反应，消耗大量电解液并使 SEI 膜变厚。 其结果是，电池的负极表面膜的阻抗增加。 电极极化进一步加剧，最终损害电池的低温性能，并对安全构成重大威胁。
在上述原因中，#4 是很多人容易忽视的问题。
由于在低温下使用标准锂电池所带来的大多数问题都发生在电池本身内部，因此用户并不总是容易识别或注意到这些问题。 然而，随着寒冷温度下使用次数的增加，电池的容量下降得更快。 此外，在低温下给电池充电可能会因锂金属刺穿电池的保护层而导致火灾。
三、电核心技术层面的对策
为了减轻低温对电池性能的不利影响，制造商可以在电芯技术层面采取多种对策：
电解质优化: 通过改进电池电解液和添加剂的成分，制造商可以使电池在低温下降低电阻并更有效地导电。
材料改性: 通过增强正负极材料、减小颗粒尺寸、优化微观结构，可以降低活性材料中锂离子的界面和扩散阻力。
系统级优化: 制造商可以优化电芯系统，以减少低温操作期间的极化。
四、对锂电池组技术的反应
电池组设计和管理对于在寒冷天气条件下最大限度地提高电池性能也发挥着至关重要的作用。 考虑以下策略：
了解应用场景: 了解消费者如何使用产品有助于制造商设计定制电池组，以满足客户的特定需求和挑战。
限制低温充电: 实施充电阈值限制可防止温度低于特定阈值时充电，从而避免与低温充电相关的安全隐患。
自动加热： 借助战略性电池管理系统 (BMS) 设计，电池组内的加热板可以在低温充电期间激活。 这些加热板对电池单元进行加热，直至温度达到一定阈值，从而确保安全高效的充电。
了解低温对锂电池的影响对于提高极端天气条件下的性能和确保安全至关重要。 电池技术和设计的进步有助于提高电池性能、延长电池寿命并减少电池在低温下运行的负面影响。
下一篇：锂离子电池制造商电池组测试指南
