温度对锂动力电池寿命有哪些影响？
来源：宝鄂实业
2019-08-06 09:11
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温度的升高对锂动力电池的日历寿命和循环寿命都有影响，温度对锂动力电池寿命的影响符合阿伦尼乌斯方程，锂动力电池温度升高，反应速度加快，相关研究表明锂动力电池温度每升高10℃其退化速度就增加1倍。同一款电芯，当剩余容量为90%，25℃温度下输出容量为300kWh，而35℃温度下的输出容量仅为163kWh。
温度上升10℃，电芯的循环寿命下降了近50%。由此可见，温度对锂动力电池的循环寿命有很大的影响。所以在锂动力电池的使用过程中，应该尽量避免电池长期在高温条件下使用，尤其需要避免锂动力电池在高温条件下的高倍率充放电循环，这也是车用动力电池必须进行温度控制的一个主要原因。
（1）锂动力电池低温特性：
锂动力电池在不同低温下的放电容量曲线如图1所示，与室温20℃相比，低温-20℃下容量衰减已经比较明显，到-30℃是容量损失更多，-40℃下容量连一半都不到了。
从电化学角度分析，溶液电阻、SEI膜电阻在整个温度范围内变化不大，对锂动力电池低温性能的影响较小；电荷传递电阻随温度的降低而显著增加，且在整个温度范围内随温度的变化都明显大于溶液电阻和SEI膜电阻。
这是因为随着温度的降低，电解液的离子电导率随之降低，SEI膜电阻和电化学反应电阻随之增大，导致低温下欧姆极化、浓差极化和电化学极化均增大，在锂动力电池的放电曲线上就表现为平均电压和放电容量均随着温度降低而降低。
锂动力电池在低温充电过程中的欧姆极化、浓差极化和电化学极化将加大，导致金属锂沉积，使电解液分解，最终导致电极表面SEI膜增厚、SEI膜电阻增加，在放电曲线上表现为放电平台和放电容量降低。
锂动力电池在低温条件下，化学反应活性降低，同时锂离子迁移变慢，在负极表面的锂离子还没有嵌入到负极中已经先还原成金属锂，并在负极表面沉淀析出形成锂枝晶，这容易刺穿隔膜造成电池内短路，进而损坏电池，造成安全事故。
（2）锂动力电池高温特性：
锂动力电池在120℃高温下，锂动力电池的部分正极粘结剂PVdF将从Part1区域迁移到正极表面，造成Part1区域的粘结剂含量下降，即活性材料中粘结剂的缺失，导致电化学反应的能力下降。在Part2区域，因是正极的主体，粘结剂含量正常，高温影响不大，活性材料可以正常进行反应。
锂动力电池在85℃下循环，锂动力电池的负极表面出现固体电解质，负极表面被新生成的固体电解质覆盖。当温度上升在120℃时，生成了更多的固体电解质，负极表面被更多的固体电解质覆盖，消耗了更多的活性锂离子，造成锂动力电池容量的下降。
