低溫對磷酸鐵鋰電池的影響是什么？鐵鋰電池充電比放電更需要溫度的原因是什么？
來源：寶鄂實業(yè)
2020-01-24 14:18
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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(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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品能夠實現(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(xiàn)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。
鐵鋰電池材料在走向納米化，材料的粒徑、電阻力、AB平面軸長大小三方面會影響電池的低溫特性。從三種工藝生產(chǎn)的材料來看，層間距大的顆粒石墨，本體阻抗和離子遷移阻抗比較小;電解液方面，目前，低溫磷酸鐵鋰電池已經(jīng)在內蒙古、東北三省等地區(qū)大范圍推廣。
目前很多電池技術人員利用金屬絲通電生熱的原理，在電芯上加裝鎳箔片，鎳箔片通電產(chǎn)生熱量，使電池內部溫度升高。達到一定溫度后，箔片會自動斷開以保障電池安全。據(jù)了解，在-30℃的實驗環(huán)境，應用這項技術的電池，30秒即能快速升溫至0℃以上，放電功率提高6倍以上，充電功率則提高10倍以上。
