低溫對鈦酸鋰電池的有影響嗎？為何充電比放電更需要溫度？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-04 10:49
點擊量：次
同樣是鋰電池，鈦酸鋰電池的耐低溫性能則比較優(yōu)異。尖晶石結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰負極材料嵌鋰電位約1.5V，不會形成鋰枝晶，在充放電過程中體積應(yīng)變小于1%。納米化的鈦酸鋰電池可大電流充放電，實現(xiàn)了低溫快充的同時又保障了電池的耐久性和安全性。比如，主打鈦酸鋰電池的銀隆新能源，其產(chǎn)品具備在-50-60℃的正常充放電能力。鈦酸鋰電池有著材料上的優(yōu)勢，它在低溫下仍然可以實現(xiàn)快充，這種任性，其他材料電池很難學(xué)來。
許多企業(yè)的電池產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)低溫下正常放電，但在同樣的溫度下，實現(xiàn)正常充電就比較吃力，甚至無法充電，當(dāng)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(nèi)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，電池充電有一定的風(fēng)險。因為隨著溫度的降低，石墨負極的動力學(xué)特性進步一變差，充電過程中，負極的電化學(xué)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(dǎo)致正負極短路。
盡量避免鋰離子電池在低溫下充電。當(dāng)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?jǐn)R置，從而保證負極析出的金屬鋰能夠與石墨反應(yīng)，重新嵌入到石墨負極內(nèi)部。
目前的手機電池一般為鋰電池，電池的化學(xué)反應(yīng)速度會受到溫度影響。手機長時間在低溫環(huán)境中，會使電池化學(xué)反應(yīng)遲緩，導(dǎo)致電池放電電流變小，降低電池的容量，就可能出現(xiàn)電量用得快、黑屏、死機、觸摸屏失靈、無法上網(wǎng)等情況。當(dāng)從寒冷的室外進入溫暖的室內(nèi)時，溫度的變化還可能導(dǎo)致手機內(nèi)部凝成水霧，出現(xiàn)電路板短路或其他故障。
在寒冷的天氣外出時，盡量把手機的電量充足，并減少玩游戲、看電影、聽音樂等耗電程序的運行。最好把手機放在口袋、背包等相對溫暖的地方，撥打、接聽電話可以使用耳機，盡量避免將手機直接暴露在冷空氣中。不要長時間在低溫環(huán)境下使用手機。從室外進入室內(nèi)后，把手機放置一段時間，等水霧蒸發(fā)后再使用。
如果手機在低溫環(huán)境下使用時出現(xiàn)臨時故障，可以關(guān)機暫停使用，然后讓手機在溫度稍高的環(huán)境下適應(yīng)一會兒，情況會有所改善。
鋰離子電池的工作原理是內(nèi)部的電解質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)的變化，在正負極出現(xiàn)電勢差從而產(chǎn)生電流。在低溫環(huán)境下電解質(zhì)移動得相當(dāng)慢，從而影響鋰離子在正負極之間的轉(zhuǎn)移活性，導(dǎo)致電池充放電性能下降。
簡單地說，在低溫環(huán)境下，并不是鋰電池真的沒電了，而是有電卻不能正常釋放出來。
有分析數(shù)據(jù)稱，普通的鋰電池在零攝氏度時，其容量會減少20%，當(dāng)達到零下10攝氏度時，容量可能只有一半左右。
大部分手機電池的正常工作區(qū)間都在0-35攝氏度之間，低于或高于這個溫度，都有可能失常。
低溫對鋰電池不好，如果再加上電量低，那傷害更是雪上加霜了，所以蘋果為了保護鋰電池，加入了“自我保護”機制——遇到“低溫+電量低”時自動關(guān)機并無法開機使用。
對此，我們看看蘋果官方給出的說明就知道了，iPhone的理想工作環(huán)境溫度為0℃-35℃。當(dāng)室溫降到一定溫度（-10℃左右）時，蘋果就會自動關(guān)機。
目前，磷酸鐵鋰電池是應(yīng)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，但磷酸鐵鋰有一個致命的缺點，他的低溫性能比其他技術(shù)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(dǎo)電性比較差，低溫環(huán)境下容易產(chǎn)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(nèi)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，在磷酸鐵鋰的生產(chǎn)工藝中，粘接劑也是一個非常關(guān)鍵的因素，低溫對粘接劑的性能也會產(chǎn)生較大影響。
