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。 

 

對(duì)于影響鋰離子電池低溫性能決定性因素的探討

 

專家觀點(diǎn)一：電解液對(duì)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(duì)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(huì)變大，離子傳導(dǎo)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(yán)重極化，充放電容量出現(xiàn)急劇降低。尤其當(dāng)?shù)蜏爻潆姇r(shí)，鋰離子很容易在負(fù)極表面形成鋰枝晶，導(dǎo)致電池失效。

 

電解液的低溫性能與電解液自身電導(dǎo)率的大小關(guān)系密切，電導(dǎo)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(dǎo)率就越高。電導(dǎo)率高，離子傳導(dǎo)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(dǎo)率是實(shí)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(dǎo)率與電解液的組成成分有關(guān)，減小溶劑的粘度是提高電解液電導(dǎo)率的途徑之一。溶劑低溫下溶劑良好的流動(dòng)性是離子運(yùn)輸?shù)谋Ｕ?，而低溫下電解液在?fù)極所形成的固體電解質(zhì)膜也是影響鋰離子傳導(dǎo)的關(guān)鍵，且RSEI為鋰離子電池在低溫環(huán)境下的主要阻抗。 

 

在鋰離子電池實(shí)際應(yīng)用中，材料的高溫穩(wěn)定性也是需要我們考慮的，鑫動(dòng)力科研人員對(duì)NMC622、NMC811和NCA材料在常溫和60℃下的循環(huán)性能做了研究，一般而言，提高溫度可以改善電池內(nèi)的動(dòng)力學(xué)條件，從而提高電池的性能，這一點(diǎn)從電池在60℃下的容量發(fā)揮可以明顯的看出來，但是高溫會(huì)對(duì)材料的循環(huán)穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。例如在20℃常溫下，三元鋰電池的三種材料在前50次循環(huán)，具有比較接近的循環(huán)性能，但是將溫度提高到60℃后，NMC811和NCA材料循環(huán)50次后的容量保持率明顯低于NMC622材料，這表明NMC622材料具有更高的熱穩(wěn)定性。

 

影響三元鋰電池的三元材料循環(huán)性能的因素分析，例如充電截止電壓和化成的電壓和電流，以及環(huán)境溫度對(duì)NMC和NCA材料循環(huán)性能的影響，從本質(zhì)上來說隨著NMC材料脫鋰數(shù)量的增加，會(huì)導(dǎo)致材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降，影響循環(huán)性能。此外，高溫也會(huì)對(duì)材料的穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面的影響，從而導(dǎo)致材料循環(huán)性能下降。根據(jù)NMC材料的特性，設(shè)計(jì)了一種全新的充電制度，既截止容量限制，對(duì)充電電壓進(jìn)行調(diào)整保證電池每次充電的容量都是相同的，從而克服由于電池過電勢導(dǎo)致的充電容量和放電容量的衰降，很好的改善了電池的循環(huán)性能。