鐵鋰電池在低溫環(huán)境下會產生的影響有哪些？
來源：未知
2019-11-30 07:01
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鐵鋰電池的容量會隨溫度的變化而變化，隨著冬天的來臨，鋰電池似乎進入了冬眠狀態(tài)，這給新能源汽車以及數碼產品用戶帶來不小的煩惱。本文存能電氣小編就給大家講解低溫對鋰電池的影響。
對于鐵鋰電池而言，不論是國標還是企標，對放電的下限溫度都有著嚴格的限制：不低于-20℃。而對于充電溫度而言，則不僅會像放電一樣規(guī)定最低溫度，甚至明確規(guī)定低溫下只能小倍率充電、且不能滿充(例如0~15度時只能0.2C充電，且上限電壓是4.0V)，生怕用戶越雷池半步。
在美國汽車協會進行的測試中，一輛電動汽車在75華氏度時的續(xù)航里程為105英里，20華氏度時候就會降至43英里下降幅度高達60%。電池與人有幾分相似之處，氣候轉冷后就不那么活躍，鉛蓄電池、鐵鋰電池和燃料電池等都會受到低溫的影響，只是程度不同而已。那么問題來了，本來用戶需要的是一個高低溫性能皆要兼顧的全能戰(zhàn)士，但為什么鋰電廠家卻要定下這些苛刻的限制呢?
低溫對磷酸鐵鋰電池的影響
目前，鐵鋰電池是應用在電動汽車上最多的電池，這種電池安全性高，單體壽命較長，但鐵鋰電池有一個致命的缺點，他的低溫性能比其他技術體系的電池略差。低溫對磷酸鐵鋰的正負極、電解液和粘接劑等都存在影響。
比如，磷酸鐵鋰正極本身電子導電性比較差，低溫環(huán)境下容易產生極化，從而降低電池容量;受低溫影響，石墨嵌鋰速度降低，容易在負極表面析出金屬鋰，如果充電后擱置時間不足而投入使用，金屬鋰無法全部再次嵌入石墨內部，部分金屬鋰持續(xù)存在負極的表面，極有可能形成鋰枝晶，影響電池安全;低溫下，電解液黏度會增加，鋰離子遷移阻抗也會隨之增大;此外，在鐵鋰電池的生產工藝中，粘接劑也是一個非常關鍵的因素，低溫對粘接劑的性能也會產生較大影響。
為何鐵鋰電池充電比放電更需要溫度?
許多企業(yè)的鋰電池產品能夠實現低溫下正常放電，但在同樣的溫度下，實現正常充電就比較吃力，甚至無法充電，當Li+嵌入石墨材料時，首先要去溶劑化，這個過程會消耗一定能量，阻礙了Li+擴散到石墨內部;相反，Li+在脫出石墨材料進入到溶液中時，會有一個溶劑化過程，而溶劑化不消耗能量，Li+可以快速脫出石墨。因此，石墨材料的充電接受能力要明顯遜色于放電接受能力。
低溫環(huán)境下，鐵鋰電池充電有一定的風險。因為隨著溫度的降低，石墨負極的動力學特性進步一變差，充電過程中，負極的電化學極化明顯加劇，析出的金屬鋰容易形成鋰枝晶，穿破隔膜并導致正負極短路。
盡量避免鋰離子電池在低溫下充電。當電池必須在低溫下充電時，需要盡可能選擇小電流(即慢充)對鋰離子電池進行充電，并在充電后對鋰離子電池進行充分擱置，從而保證負極析出的金屬鋰能夠與石墨反應，重新嵌入到石墨負極內部。
業(yè)內企業(yè)及科研機構對鐵鋰電池耐低溫性能的探索和攻關，多著眼于對現有正負極材料的工藝改進，以及通過提高電池的局部環(huán)境溫度為電池在低溫下工作創(chuàng)造條件。
