鋰電池冬天容量變低的原因有哪些
來源：寶鄂實業(yè)
2020-09-27 15:52
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據(jù)報道，鋰離子電池在-20°C時的放電容量僅為室溫下的31.5％。傳統(tǒng)鋰離子電池的工作溫度在-20至+ 55°C之間。但是，在航空航天，軍事工業(yè)和電動汽車領(lǐng)域，要求電池在-40°C下正常工作。因此，改善鋰離子電池的低溫性能具有重要意義。
限制鋰離子電池低溫性能的因素
在低溫環(huán)境下，電解質(zhì)的粘度增加，甚至部分固化，導(dǎo)致鋰離子電池的電導(dǎo)率降低。
在低溫環(huán)境下，電解質(zhì)，負極和隔板之間的相容性變差。
在低溫環(huán)境下，鋰離子電池負極嚴重析出，并且析出的金屬鋰與電解質(zhì)反應(yīng)，并且產(chǎn)物沉積導(dǎo)致固體電解質(zhì)界面（SEI）的厚度增加。
在低溫環(huán)境下，鋰離子電池活性材料內(nèi)部的擴散系統(tǒng)減少，并且電荷轉(zhuǎn)移電阻（Rct）顯著增加。
影響鋰離子電池低溫性能的決定性因素的討論
專家意見1：電解液對鋰離子電池的低溫性能影響最大，電解液的組成和理化性質(zhì)對電池的低溫性能有重要影響。低溫下電池循環(huán)所面臨的問題是：電解質(zhì)的粘度會增加，離子傳導(dǎo)速度將減慢，從而導(dǎo)致外部電路的電子遷移速度不匹配，因此電池將嚴重極化并充放電容量將急劇下降。特別是在低溫下充電時，鋰離子容易在負極表面形成鋰樹枝狀結(jié)晶，導(dǎo)致電池故障。
電解質(zhì)的低溫性能與電解質(zhì)本身的電導(dǎo)率密切相關(guān)。電解質(zhì)的高電導(dǎo)率可以更快地傳輸離子，并且在低溫下可以發(fā)揮更大的容量。電解質(zhì)中的鋰鹽解離得越多，遷移次數(shù)越大，電導(dǎo)率越高。電導(dǎo)率越高，離子電導(dǎo)率越快，極化越小，低溫下電池的性能越好。因此，較高的電導(dǎo)率是實現(xiàn)鋰離子電池的良好低溫性能的必要條件。
電解質(zhì)的電導(dǎo)率與電解質(zhì)的組成有關(guān)，降低溶劑的粘度是提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率的方法之一。低溫下良好的溶劑流動性是離子遷移的保證，低溫下負極上電解質(zhì)形成的固體電解質(zhì)膜也是影響鋰離子傳導(dǎo)的關(guān)鍵，RSEI是鋰的主要阻抗低溫環(huán)境中的離子電池。
專家2：限制鋰離子電池低溫性能的主要因素是低溫下Li +擴散電阻的急劇增加，而不是SEI膜。
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