什么因素限制了锂电池的低温性能?
来源：宝鄂实业
2019-12-07 22:21
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什么因素限制了锂电池的低温性能?锂离子电池在低温下的使用是有限的，因为低温下电池无法充电，除非它们的放电能力严重下降。在低温充电时，电池石墨电极上的锂离子包埋与镀锂反应同时存在并相互竞争。
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什么因素限制了锂电池的低温性能?
一、阴极材料
阴极材料作为电源，是影响锂电池低温性能的主要参数之一。目前市场上主流的材料体系是三元材料和磷酸铁锂材料，它们比三元材料具有更好的低温性能。磷酸亚铁锂的可怜的低温性能主要是由于材料本身是电子导电率较低的绝缘体,可怜的锂离子扩散和可怜的低温电导率,从而增加电池的内部阻力,大大影响了极化,阻碍电池的充电和放电。因此，低温性能并不理想。
二世。材料结构、粒度和材料类型
表面离子扩散距离和密度,阻力也增加越大,电极表面与电解液接触的固液界面的增加,流体的距离收集电极的锂离子嵌入保持电荷平衡同时,迁移的两者之间的电子转移的阻力也增加,电极电位和平衡的偏差度更大的潜力,增加电池极化，低温性能不是很好。
电解液
电解质的材料和理化参数对锂电池的低温性能有重要影响。电池在低温循环中所面临的问题是电解液粘度增大，离子传导速度减慢，外部电路的电子迁移速度不匹配，电池极化严重，充放电能力急剧下降。特别是在低温充电的情况下，锂离子很容易在负极表面形成枝晶，导致锂电池失效。
第四，SEI电影
低温时，锂电池负极的SEI膜增厚，SEI膜阻抗的增加导致SEI膜中锂离子的导电率下降。最后，低温下锂电池的充放电极化降低了充放电效率。
制约锂离子电池低温性能的因素
低温环境下，电解液粘度增大，甚至部分固化，导致锂离子电池电导率下降。
低温时，电解液、阴极和膜的相容性变差。
在低温环境下，锂离子电池正极严重析出，金属锂析出物与电解液发生反应，导致产品沉积，导致固体电解液界面厚度增加。
低温时，锂离子电池在活性物质内部的扩散系统减小，电荷转移阻抗(Rct)明显增大。
锂电池低温造成的冲击
1. 低温时，电解液粘度增大，电导率降低;
2. 电解液/电极界面膜阻抗和电荷转移阻抗增大;
3.锂离子电池在活性物质体内的迁移率降低，导致电极极化加剧，低温充放电能力下降。
此外,低温充电过程,特别是低温和消极的大型充电率将出现锂金属沉淀和沉积,沉积金属锂与电解液消耗大量的不可逆反应液态电解液,同时使SEI膜厚度增加,从而进一步提高锂电池阴极表面膜的阻抗,电池极化增加,其中大部分会极大地损害锂离子电池的低温性能、循环寿命和安全性能。
目前影响锂电池低温性能的因素很多，如正极的结构、锂离子在电池各部分的迁移率等
