溫度對磷酸鐵鋰電池的影響解析
來源：寶鄂實業(yè)
2022-02-23 18:43
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磷酸鐵鋰電池充電是鋰離子從正極脫出經(jīng)過電解液遷移嵌入負極材料的過程，鋰離子向負極聚合，由六個碳原子俘獲一個鋰離子。在低溫下，化學反應活性降低，同時鋰離子遷移變慢，在負極表面的鋰離子還沒有嵌入到負極中已經(jīng)先還原成金屬鋰，并在負極表面沉淀析出形成鋰枝晶，這容易刺穿隔膜造成電池內(nèi)短路，進而損壞電池，造成安全事故。
磷酸鐵鋰電池在0～-20℃溫度下，放電容量分別相當于25℃溫度下放電容量的88.05%、65.52%和38.88%;放電平均電壓依次為3.134、2.963V和2.788V，一20℃放電平均電壓比25℃時降低了0.431V。從上述分析可知，隨著溫度的降低，鋰離子電池的放電平均電壓和放電容量均有所降低，尤其當溫度為-20℃時，電池的放電容量和放電平均電壓下降較快。
低溫對磷酸鐵鋰電池的正負極、電解液和粘接劑等都存在影響。比如，磷酸鐵鋰電池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(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，在磷酸鐵鋰電池的生產(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。不僅如此，磷酸鐵鋰電池在低溫充電時，鋰離子可能來不及嵌入石墨負極當中，從而析出在負極表面形成金屬鋰枝晶，這一反應會消耗電池中的可以反復充放電的鋰離子、并大幅降低電池容量，析出的金屬鋰枝晶也可能會刺穿隔膜，從而影響安全性能。
磷酸鐵鋰電池的低溫特性是由其材料特性決定的，很難改變。做過很多實驗，不同材料鋰電池的低溫性能也有區(qū)別，現(xiàn)在最熱火的磷酸鐵鋰是低溫性能最差的，我們的產(chǎn)品在-10℃時放出容量為最大容量的89%，應該在業(yè)內(nèi)已經(jīng)是比較高的；在55℃下放出容量可達到95%，相對低溫的衰減還是比較少的。
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