為什么低溫環(huán)境下鋰電池容量會降低？制約鋰電池低溫性能的因素有哪些
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-11-05 10:57
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為什么低溫環(huán)境下鋰電池容量會降低？
在眾多環(huán)境要素中，溫度對鋰電池性能的影響最大。鋰電池所用的電解液作為有機(jī)液體，如同油脂，會在低溫下變粘稠甚至凝結(jié)。此時(shí)，導(dǎo)電的鋰鹽在里面的活動大大受到限制，這樣的話充電效率很低，從而會導(dǎo)致鋰電池在低溫下充電慢，充不滿，放電亦是如此。
鋰電池在低溫環(huán)境下使用受到限制，除了因?yàn)榉烹娙萘繒?yán)重衰退外，低溫下也不能對鋰電池進(jìn)行充電。在低溫充電時(shí)，電池石墨電極上的鋰離子的嵌入和鍍鋰反應(yīng)是同時(shí)存在的且相互競爭。低溫條件下鋰離子在石墨中的擴(kuò)散被抑制，電解液的導(dǎo)電率下降，從而導(dǎo)致嵌入速率降低而在石墨表面上會使鍍鋰反應(yīng)更容易產(chǎn)生。鋰離子電池在低溫下使用時(shí)壽命下降的原因主要有內(nèi)部阻抗的增加與鋰離子析出使容量衰減。
低溫下鋰電池性能退化嚴(yán)重，同時(shí)在鋰離子電池充放電過程中會有一些副反應(yīng)發(fā)生。這些副反應(yīng)中主要是鋰離子與電解液不可逆的反應(yīng)，會造成鋰電池容量衰退，使電池性能進(jìn)一步惡化。
制約鋰電池低溫性能的因素
●低溫環(huán)境下，電解液的黏度增大，甚至部分凝固，導(dǎo)致鋰離子電池的導(dǎo)電率下降。
●低溫環(huán)境下電解液與負(fù)極、隔膜之間的相容性變差。
●低溫環(huán)境下鋰離子電池的負(fù)極析出鋰嚴(yán)重，并且析出的金屬鋰與電解液反應(yīng)，其產(chǎn)物沉積導(dǎo)致固態(tài)電解質(zhì)界面（SEI）厚度增加。
●低溫環(huán)境下鋰離子電池在活性物質(zhì)內(nèi)部擴(kuò)散系統(tǒng)降低，電荷轉(zhuǎn)移阻抗（Rct）顯著增大。
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(gè)致命的缺點(diǎn)，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(fù)極、電解液和粘接劑等都存在影響。
受低溫影響，石墨嵌鋰速度降低，容易在負(fù)極表面析出金屬鋰，如果充電后擱置時(shí)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(fù)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，在磷酸鐵鋰電池的生產(chǎn)工藝中，粘接劑也是一個(gè)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。
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