低溫和高溫對鋰離子電池的影響有哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-09 21:25
點擊量：次
磷酸鋰具有良好的電化學性能和低電阻。這是通過納米級磷酸鹽陰極材料實現(xiàn)的。
主要優(yōu)點是高額定電流和長循環(huán)壽命；良好的熱穩(wěn)定性，增強了安全性和對濫用的容忍度。如果長時間保持在高電壓下，磷酸鋰對全部充電條件的耐受性更強，并且比其他鋰離子系統(tǒng)的應力更小。
缺點是，較低的3.2V電池標稱電壓使得比能量低于鈷摻雜鋰離子電池。對于大多數(shù)電池來說，低溫會降低性能，升高儲存溫度會縮短使用壽命，磷酸鋰也不例外。磷酸鋰具有比其他鋰離子電池更高的自放電，這可能會引起老化進而帶來均衡問題，雖然可以通過選用高質量的電池或使用先進的電池管理系統(tǒng)來彌補，但這兩種方式都增加了電池組的成本。
系統(tǒng)短路引起的自燃就與動力電池的老化和壽命有關了。為了隔絕電池組與外界雨水，動力電池總成密閉性通常都很高，一般來講需要通過IP67標準。但伴隨使用時間的提升，其密閉性勢必會有所下降，雨水等的滲入也會導致電池短路進而引起自燃。
另一方面，電池本身的老化也會帶來一定的危機。受使用壽命影響，單個電池單元本身的老化會影響其性能，同時也會導致電池整體的一致性差異越來越大，對電池安全有一定影響。此外，受制造工藝限制，電池組激光焊接點老化所帶來的阻抗也會引起局部高溫，引起自燃。可見動力電池也需要時常維護和保養(yǎng)，定期檢測電池狀況。
低溫環(huán)境下，電解液的黏度增大，甚至部分凝固，導致鋰離子電池的導電率下降。
低溫環(huán)境下電解液與負極、隔膜之間的相容性變差。
低溫環(huán)境下鋰離子電池的負極析出鋰嚴重，并且析出的金屬鋰與電解液反應，其產物沉積導致固態(tài)電解質界面（SEI）厚度增加。
低溫環(huán)境下鋰離子電池在活性物質內部擴散系統(tǒng)降低，電荷轉移阻抗（Rct）顯著增大。
對于影響鋰離子電池低溫性能決定性因素的探討
專家觀點一：電解液對鋰離子電池低溫性能的影響最大，電解液的成分及物化性能對電池低溫性能有重要影響。電池低溫下循環(huán)面臨的問題是：電解液粘度會變大，離子傳導速度變慢，造成外電路電子遷移速度不匹配，因此電池出現(xiàn)嚴重極化，充放電容量出現(xiàn)急劇降低。尤其當?shù)蜏爻潆姇r，鋰離子很容易在負極表面形成鋰枝晶，導致電池失效。
電解液的低溫性能與電解液自身電導率的大小關系密切，電導率大電解液的傳輸離子快，低溫下可以發(fā)揮出更多的容量。電解液中的鋰鹽解離的越多，遷移數(shù)目就越多，電導率就越高。電導率高，離子傳導速率越快，所受極化就越小，在低溫下電池的性能表現(xiàn)越好。因此較高的電導率是實現(xiàn)鋰離子蓄電池良好低溫性能的必要條件。
電解液的電導率與電解液的組成成分有關，減小溶劑的粘度是提高電解液電導率的途徑之一。溶劑低溫下溶劑良好的流動性是離子運輸?shù)谋Ｕ希蜏叵码娊庖涸谪摌O所形成的固體電解質膜也是影響鋰離子傳導的關鍵，且RSEI為鋰離子電池在低溫環(huán)境下的主要阻抗。
