你知道温度会影响锂电池的使用寿命吗？
来源：宝鄂实业
2019-04-20 13:19
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10℃时可用容量为70%，0℃时可用容量为85%，25℃时可用容量为100%。因此，天气变冷电池性能下降为正常现象，当温度降低时，电池放电电压也大幅降低，这样电池在低温放电时就会更快的到达放电截止电压，从而造成低温放电容量明显低于常温容量。
需要向大家说明的是，锂离子电池低温下的容量并非消失了，而只是无法在正常电压范围（≥3.0V）内全部放出而已，如果可以将放电截止电压继续下延，那就可以将剩余的容量放出。
相对于低温放电，锂离子电池低温充电的表现则更加不尽如人意，首先，低温下的充电会快速达到恒压阶段、并会一定程度上降低充电容量、同时增加充电时间，不仅如此，锂离子电池在低温充电时，锂离子可能来不及嵌入石墨负极当中，从而析出在负极表面形成金属锂枝晶，这一反应会消耗电池中的可以反复充放电的锂离子、并大幅降低电池容量，析出的金属锂枝晶也可能会刺穿隔膜，从而影响安全性能。
锂离子电池低温放电容量会降低，但是经过常温充放电后可以恢复，是可逆的容量损失；但是低温充电会造成析锂，是永久性的容量损失。由于低温充电析锂的危害更大，因此锂离子电池的低温充电要比低温放电管控的更严。
冬天充电时，室外温度较低，环境低于0℃时，出现电池充电速度下降，甚至可能无法充电，此为正常现象，请将电池放在适宜的环境温度下进行充电，保证充电效果。
锂电池在冬天使用时间是必然比夏天短的。在此提醒大家，锂电池在冬天最好不要室外充电。由于低温，负极上嵌套的锂离子会产生离子结晶，直接刺穿隔膜，一般情况下就造成微短路了影响寿命和性能，严重的可能爆炸！
2）低温容量，比如在0℃下的放电容量，受到温度影响的比例没有室温容量受到的影响明显，虽然低温容量，在新电池阶段就比较小。（可以用下图的0℃放电容量和上图中的23℃放电容量相比较）
3）低频阻抗伴随存储时间的增加，电池阻抗在增大，但不同温度下的阻抗增加趋势有交叉；
长期不使用车辆，必须将电池取出单独存放，并定期维护充电，否则可能导致电池电量完全耗尽，产生不可逆的容量衰减。
1）首先是随着电池温度的升高，电池的内阻会显著的降低，因此在放电的过程中温度高的单体电池电流就会明显高于温度较低的电池，这就造成电池温度高的电池的衰降速度显著高于温度低的电池。北京大学的Quan Xia等人【1】研究表明当电池组内最大温差从2.5℃升高到4.62℃时，同样充电600Ah后，电池组的可靠性会从0.9328，下降到0.0635（如下图红色和绿色曲线所示），可靠性下降到0.0635基本上就意味着电池组的失效。相反的，如果我们提高冷却剂的流速，将电池组内的最大温差进一步降低到2.36℃，则电池组的循环可靠性还会进一步提高（如下图中蓝色曲线所示），由此可见电池组的使用寿命不仅仅受到单体电池的寿命影响，更受到电池组内温度均匀性的影响，电池组内最大温差升高2℃甚至可能导致电池组的使用寿命缩短将近一倍。
2）此外在电池组散热条件不佳的情况下导致部分电池温度过高，降低正负极的界面稳定性，本身就会导致电池的衰降加速。我们以常见的NCM622材料为例【3】，NCM622扣式半电池在20℃下循环100次后，容量保持率为87.5%，但是如果环境温度提高到60℃后，循环100次后扣式电池的容量保持率则仅为68.8%，高温严重的降低了NCM622材料的使用寿命。研究表明高温下NCM622材料会面临更加严重的过渡金属元素溶解和Li/Ni混排，从而导致NCM622颗粒的表层结构衰变，引起界面阻抗的增加和可逆容量的衰降【4】，这是引起NCM材料高温下衰降加速的主要原因。
鉴于温度对于单体电池和电池组寿命的巨大影响，在电池组设计中热管理系统占有非常重要的地位。电池组的热管理系统一般具有两种功能：1）加热，通常通过在电池表面贴加热带的方式实现对单体电池的加热，也有部分学者提出电池内部加热的方式提高加热效率【5】；2）散热功能，常见的散热方式主要包括风冷、水冷、热管和相变材料等，由于水的比热容比较大的，散热效果良好，因此水冷散热是目前最为常用的散热方式。例如特斯拉采用的电池组内部就采用了大量的蛇形管紧贴电池表面为单体电池进行散热，从而保证电池内部温度的均匀性，提高电池组的使用寿命。
水冷散热带来良好的散热效果的同时，也带来一个巨大的风险，一旦冷却液发生泄漏，会直接导致电池组内大量的电器设备发生短路，动力电池组的电压往往高达数百伏，短路事故的发生会产生严重的安全事故。因此，电池组的冷却系统在使用之前必须要进行密封性检测，然而电池组的冷却系统通常体积庞大，结构复杂，常规的差压、背压等检测方式并不适合对其进行检漏。
为了解决这一难题，杭州固恒新能源科技有限公司推出了QMM型系列便携式气密性检测设备，该设备通过固恒特有的气压控制及测量技术有效的解决了在微气压下的气压自动调节、气压稳定和采样精度等难题，具有进气气压自动调节、气压稳定精度高、测试结果重复性好等特点，适合动力电池包、液冷系统、PDU和PEU等部件的气密性检测，在生产现场和售后服务使用中广受好评。
